充填开采临界充实率理论研究与工程实践

张强^1,2，张吉雄^1,2，王佳奇^1,2，黄鹏³，李猛^1,2，闫浩^1,2

1. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室2. 中国矿业大学矿业工程学院深部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：充实率的良好控制是充填采煤技术成功实现岩层移动及地表沉陷精准控制的关键,基于充填采煤岩层移动及控制特征,给出了临界充实率的定义,具体包括关键层破坏临界充实率、关键层弯曲下沉临界充实率、基本顶弯曲下沉临界充实率、整体弯曲下沉临界充实率等。以有周期来压的顶板类型为例,建立了不同上覆岩层逐层破断的临界充实率求解力学模型,分析了覆岩逐层破断与其对应岩层抗拉强度的关系,求解了4层覆岩逐层破断的临界充实率。翟镇矿工程实践表明:7203W固体充填工作面覆岩整体弯曲下沉临界充实率计算值为92.0%,实际控制值为92.5%,上覆所有岩层均被控制在整体弯曲下沉的临界状态,实测与理论计算吻合。可为定性定量研究不同覆岩结构下实施固体充填采煤技术的工程设计提供参考。

关键词：充填采煤;充实率设计;临界充实率;流程与方法;工程实践;