固体充填采煤充实率设计与控制理论研究

张强^1,2，张吉雄^1,2，巨峰³，李猛^1,2，耿佃凯^1,2

1. 中国矿业大学矿业工程学院2. 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室3. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

摘 要：根据固体充填采煤密实充填体的不同充实率决定不同岩层移动控制效果及"等价采高"预计地表沉陷的原理,提出固体充填充实率设计的理论依据,定性分析影响充实率的主控因素,并分别基于等价采高、关键充填设备、工作面推进方向、固体充填材料力学特性、地质条件以及充填工艺实施等7个主控因素对充实率的不同影响机理进行理论分析,明确充实率设计的基本原理,建立不同覆岩条件及压煤类型条件下固体充填采煤充实率设计流程与方法,并提出充实率控制的基本原理及6项控制措施;结合济三矿固体充填采煤工程案例,对充实率的设计及控制理论进行了应用,充实率控制指标理论设计为88%,现场实测为90.3%。理论分析与实践表明,充填设备与地质条件对充实率的影响程度最显著,充实率的精确设计与良好控制是保证充填采煤技术成功实现岩层移动及地表沉陷控制的关键。

关键词：固体充填采煤;充实率设计与控制;岩层控制;地表沉陷;