煤礦膏體充填研究進(jìn)展與應(yīng)用(1105)

1、周華強(qiáng)周華強(qiáng) 教授教授/博導(dǎo)博導(dǎo)2011年年5月月 合肥合肥1第五屆中國采礦技術(shù)與裝備大會(huì)第五屆中國采礦技術(shù)與裝備大會(huì)中中 國國 礦礦 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué)煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐州中礦大貝克福爾科技有限公司徐州中礦大貝克福爾科技有限公司提提 綱綱20 引言引言1 我國煤礦發(fā)展膏體充填背景我國煤礦發(fā)展膏體充填背景2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論 引引 言言3 膏體充填指的是把物料制作成膏體充填指的是把物料制作成“無臨界流速、不需脫無臨界流速、不需脫水水”的膏狀漿體，通過泵壓和重力作

2、用，經(jīng)過管道輸送的膏狀漿體，通過泵壓和重力作用，經(jīng)過管道輸送到礦井下，適時(shí)充填采空區(qū)的方法。到礦井下，適時(shí)充填采空區(qū)的方法。 膏體充填在金屬礦山已經(jīng)有膏體充填在金屬礦山已經(jīng)有3030余年發(fā)展應(yīng)用歷史。國余年發(fā)展應(yīng)用歷史。國外外19791979年在德國格倫德金屬礦首次應(yīng)用，中國年在德國格倫德金屬礦首次應(yīng)用，中國19891989在金在金川鎳礦首次應(yīng)用。川鎳礦首次應(yīng)用。 煤礦膏體充填只有數(shù)年應(yīng)用歷史。中國礦業(yè)大學(xué)是國煤礦膏體充填只有數(shù)年應(yīng)用歷史。中國礦業(yè)大學(xué)是國內(nèi)最早開展這方面研究的單位，內(nèi)最早開展這方面研究的單位，20062006年年5 5月我國煤礦第一月我國煤礦第一個(gè)膏體充填工業(yè)性試驗(yàn)在太平煤礦

3、試驗(yàn)成功。個(gè)膏體充填工業(yè)性試驗(yàn)在太平煤礦試驗(yàn)成功。 下面主要介紹中國礦大煤礦膏體充填研究進(jìn)展。下面主要介紹中國礦大煤礦膏體充填研究進(jìn)展。1 1 煤礦膏體充填發(fā)展的背景煤礦膏體充填發(fā)展的背景4 我國煤炭工業(yè)規(guī)模與地位我國煤炭工業(yè)規(guī)模與地位中國能源結(jié)構(gòu)中國能源結(jié)構(gòu)中國煤炭產(chǎn)量中國煤炭產(chǎn)量 我國煤炭產(chǎn)量占全世界我國煤炭產(chǎn)量占全世界40% 。我國煤炭。我國煤炭92 %以上為井工以上為井工開采，井工開采煤炭占全世界的開采，井工開采煤炭占全世界的65 %左右。專家預(yù)測(cè)，未來左右。專家預(yù)測(cè)，未來50年煤炭占全國能源比例仍大于年煤炭占全國能源比例仍大于50%，一直是第一能源。，一直是第一能源。1 1 煤礦膏體

4、充填發(fā)展的背景煤礦膏體充填發(fā)展的背景5 我國煤炭工業(yè)主要問題之一我國煤炭工業(yè)主要問題之一安全問題安全問題 中國煤礦歷年百萬噸死亡率統(tǒng)計(jì)中國煤礦歷年百萬噸死亡率統(tǒng)計(jì)內(nèi)蒙古內(nèi)蒙古0.052山西山西0.328陜西陜西0.117山東山東0.05安徽安徽0.28河南河南0.90四川四川4.334重慶重慶5.42貴州貴州3.24 2009年部分年部分省市煤礦死亡率省市煤礦死亡率美國美國0.045澳大利亞澳大利亞0德國德國0.04波蘭波蘭0.26南非南非0.3印度印度0.27單位：人單位：人/Mt1 1 煤礦膏體充填發(fā)展的背景煤礦膏體充填發(fā)展的背景6 我國煤炭工業(yè)主要問題之二我國煤炭工業(yè)主要問題之二采出率低

5、采出率低區(qū)域區(qū)域美國美國俄羅斯俄羅斯中國中國印度印度澳大利亞澳大利亞世界世界占世界份占世界份額額/%27.117.312.610.28.6100儲(chǔ)采比儲(chǔ)采比/年年24550059229215164 2004年世界煤炭探明儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)年世界煤炭探明儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì) 2007中國能源中國能源發(fā)展報(bào)告發(fā)展報(bào)告 中國煤炭開采強(qiáng)度是其探明儲(chǔ)量比例的中國煤炭開采強(qiáng)度是其探明儲(chǔ)量比例的3倍，采出率比世倍，采出率比世界先進(jìn)國家少界先進(jìn)國家少2030個(gè)百分點(diǎn)，每年煤炭資源浪費(fèi)個(gè)百分點(diǎn)，每年煤炭資源浪費(fèi)20億億t ，如，如此下去，是不可持續(xù)的！此下去，是不可持續(xù)的！ 1 1 煤礦膏體充填發(fā)展的背景煤礦膏體充填發(fā)展的背景7 煤

6、炭膏體充填的目的煤炭膏體充填的目的“三下一上三下一上” 壓煤，提高煤炭采出率，延長(zhǎng)壓煤，提高煤炭采出率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限；礦井服務(wù)年限； 保水采煤；保水采煤；堅(jiān)硬頂板管理；堅(jiān)硬頂板管理；沿空留巷，煤與瓦斯共采；沿空留巷，煤與瓦斯共采；固體廢棄物資源化利用。固體廢棄物資源化利用。2 2 煤礦膏體充填發(fā)展的背景煤礦膏體充填發(fā)展的背景8 我國煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展技術(shù)途徑我國煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展技術(shù)途徑固體廢物膏體充填開采把矸石等固體廢物的利用，與固體廢物膏體充填開采把矸石等固體廢物的利用，與控制采煤工作面頂?shù)装鍘r層破壞，減少開采沉陷，保護(hù)地控制采煤工作面頂?shù)装鍘r層破壞，減少開采沉陷，保護(hù)地面建面建/構(gòu)筑

7、物結(jié)合起來，具有提高資源采出率、增強(qiáng)礦井安構(gòu)筑物結(jié)合起來，具有提高資源采出率、增強(qiáng)礦井安全保障度、保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的鮮明特性的綠色開采核心全保障度、保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的鮮明特性的綠色開采核心技術(shù)，是我國煤炭工業(yè)科技發(fā)展的主要方向。技術(shù)，是我國煤炭工業(yè)科技發(fā)展的主要方向。2 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例9 中國礦業(yè)大學(xué)是國內(nèi)最早研究煤礦膏體充填開采技中國礦業(yè)大學(xué)是國內(nèi)最早研究煤礦膏體充填開采技術(shù)的單位之一：術(shù)的單位之一： 1996 1996年提出利用固體廢物膏體充填開采控制地表開年提出利用固體廢物膏體充填開采控制地表開采沉陷，解放采沉陷，解放“三下一上三下一上”壓煤思想。壓煤思想。

8、 2005 2005年通過年通過“211211工程工程”，投資建成充填采礦實(shí)驗(yàn)室，投資建成充填采礦實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)已經(jīng)成為現(xiàn)已經(jīng)成為“煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”的的重要組成部分。重要組成部分。 2006 2006年以來承擔(dān)完成了我國煤礦第一批膏體充填工年以來承擔(dān)完成了我國煤礦第一批膏體充填工業(yè)化試驗(yàn)項(xiàng)目。業(yè)化試驗(yàn)項(xiàng)目。 我國煤礦膏體充填的發(fā)展過程我國煤礦膏體充填的發(fā)展過程102 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例 中國礦大充填實(shí)驗(yàn)室中國礦大充填實(shí)驗(yàn)室11No項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱充填目的充填目的合作單位合作單位投產(chǎn)時(shí)間投產(chǎn)時(shí)間1厚煤層分層膏體厚煤層分層膏體

9、充填開采充填開采提高開采上限提高開采上限太平煤礦太平煤礦2006.52粉煤灰膏體充填粉煤灰膏體充填井下處理粉煤灰井下處理粉煤灰金牛股份邢臺(tái)金牛股份邢臺(tái)煤礦煤礦2007.73村莊下矸石膏體村莊下矸石膏體充填綜采充填綜采解放建筑物壓煤，保解放建筑物壓煤，保護(hù)村莊建筑護(hù)村莊建筑峰峰集團(tuán)小屯峰峰集團(tuán)小屯礦礦2008.64村莊下與承壓水村莊下與承壓水上綠色開采上綠色開采解放建筑物壓煤，保解放建筑物壓煤，保護(hù)建筑和開采安全護(hù)建筑和開采安全焦煤集團(tuán)鑫珠焦煤集團(tuán)鑫珠春公司春公司2008.75膏體充填回收條膏體充填回收條帶煤柱帶煤柱回收條帶開采遺留煤回收條帶開采遺留煤柱，保護(hù)建筑柱，保護(hù)建筑/構(gòu)筑構(gòu)筑淄礦集團(tuán)岱

10、莊淄礦集團(tuán)岱莊煤礦煤礦2009.126地面管輸膏體巷地面管輸膏體巷旁充填厚煤層無旁充填厚煤層無煤柱開采煤柱開采無煤柱開采無煤柱開采淄礦集團(tuán)許廠淄礦集團(tuán)許廠煤礦煤礦2010.62 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例太平煤礦厚煤層分層膏體充填太平煤礦厚煤層分層膏體充填12 充填目的充填目的 防止突水潰沙事故；提高開采上防止突水潰沙事故；提高開采上限和采出率。限和采出率。 開采條件開采條件 開采開采3#煤層厚度煤層厚度7.4 9.0 m，傾角傾角4 5，埋深，埋深161211 m。 覆巖中，第四系表土層厚覆巖中，第四系表土層厚147 166 m，平均為，平均為155m，頂板基巖，頂板基巖厚

11、度厚度5.7 50 m。表土層底部為強(qiáng)。表土層底部為強(qiáng)含水流沙層，存在嚴(yán)重突水潰沙危險(xiǎn)。含水流沙層，存在嚴(yán)重突水潰沙危險(xiǎn)。2 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例太平煤礦厚煤層分層膏體充填太平煤礦厚煤層分層膏體充填13 充填開采方法及實(shí)施情況充填開采方法及實(shí)施情況 1）泥砂膏體，分）泥砂膏體，分4分層全采全充，充填面長(zhǎng)分層全采全充，充填面長(zhǎng)180 m，采高采高2.2 m，塑料編織袋隔離，充填步距，塑料編織袋隔離，充填步距2.4 m 。 2）充填面支護(hù)先后試驗(yàn)了懸移支架、綜采充填支架。）充填面支護(hù)先后試驗(yàn)了懸移支架、綜采充填支架。 3）06年年5月開始試驗(yàn)，兩個(gè)面錯(cuò)距月開始試驗(yàn)，兩個(gè)面錯(cuò)

12、距50 m輪流充填開輪流充填開采，截止采，截止10年底已采年底已采7個(gè)面。個(gè)面。 充填開采效果充填開采效果1）采出率從）采出率從10 %提高到提高到85 %。2）開采上限提高到）開采上限提高到5.7 m。3）下沉系數(shù)減少到）下沉系數(shù)減少到0.20 0.26。2 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦建下厚煤層膏體充填煤礦建下厚煤層膏體充填14 充填目的充填目的 提高采出率，保護(hù)村莊建筑。提高采出率，保護(hù)村莊建筑。 開采條件開采條件 開采開采2#煤層，平均煤厚煤層，平均煤厚5.5 m， 傾角傾角2 13，煤層埋深，煤層埋深約約450 m。 復(fù)合頂板。復(fù)合頂板。 充填開采區(qū)域三面均為采空

13、充填開采區(qū)域三面均為采空區(qū)，地面為南旺村建筑。區(qū)，地面為南旺村建筑。 如采用條帶開采煤炭采出率如采用條帶開采煤炭采出率只有只有37.5 %。2 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦建下厚煤層膏體充填煤礦建下厚煤層膏體充填15 充填開采方法及實(shí)施情況充填開采方法及實(shí)施情況 1）-25mm矸石膏體，分矸石膏體，分2個(gè)個(gè)分層全采全充，沿空留巷無煤柱開分層全采全充，沿空留巷無煤柱開采，首面長(zhǎng)采，首面長(zhǎng)125 m，采高，采高2.7 m，綜采充填支架，塑料編織袋隔離。綜采充填支架，塑料編織袋隔離。 2）08年年6月開試，截止月開試，截止10年年底已采底已采3個(gè)面。個(gè)面。 充填開采效果充填開采效

14、果1）采出率提高到）采出率提高到85 %以上。以上。2）下沉系數(shù)減少到）下沉系數(shù)減少到0.2左右左右。2 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦建筑下承壓水上膏體充填煤礦建筑下承壓水上膏體充填16 充填目的充填目的 高采出率回收建筑壓煤，保高采出率回收建筑壓煤，保護(hù)地面建筑物；防止底板發(fā)生突護(hù)地面建筑物；防止底板發(fā)生突水事故。水事故。 開采條件開采條件 開采一開采一5煤層，平均煤厚煤層，平均煤厚1.34 m，傾角為，傾角為6 10，埋，埋深深199 246 m。 采區(qū)地面為工人村，建筑物密集，最高為采區(qū)地面為工人村，建筑物密集，最高為5層居民樓。層居民樓。 煤層底板距離煤層底板距離L

15、2灰?guī)r灰?guī)r15.8 20.5 m，距奧灰，距奧灰37.9 58.8 m， L2灰?guī)r水壓灰?guī)r水壓2 MPa，奧灰?guī)r水壓達(dá)到，奧灰?guī)r水壓達(dá)到3 MPa。2 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦建筑下承壓水上膏體充填煤礦建筑下承壓水上膏體充填17 充填開采方法及實(shí)施情況充填開采方法及實(shí)施情況 1）-25mm矸石膏體，全采全矸石膏體，全采全充高檔普采，沿空留巷無煤柱開采，充高檔普采，沿空留巷無煤柱開采，面長(zhǎng)面長(zhǎng)110 m，采高，采高1.34 m，鋼模，鋼模板塑料布隔離，步距板塑料布隔離，步距3.65.4 m。 2）08年年7月開試，截止月開試，截止10年年底已采底已采4個(gè)面。個(gè)面。 充填開

16、采效果充填開采效果1）采出率提高到）采出率提高到90 %以上。以上。2）下沉系數(shù)減少到）下沉系數(shù)減少到0.150.2。2 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填回收條帶煤柱煤礦膏體充填回收條帶煤柱18 充填目的充填目的 回收條帶開采遺留煤柱，提回收條帶開采遺留煤柱，提高煤炭資源采出率；保護(hù)地表建高煤炭資源采出率；保護(hù)地表建筑物安全。筑物安全。 開采條件開采條件 開采開采3上上煤層，平均厚度煤層，平均厚度2.74 m，埋深，埋深393 503 m，傾角一般在，傾角一般在3 11，平均，平均6；中等穩(wěn)定頂板。；中等穩(wěn)定頂板。 地面為村莊、工廠、學(xué)校建筑和鐵路專用線，充填前已地面為

17、村莊、工廠、學(xué)校建筑和鐵路專用線，充填前已經(jīng)條帶開采完畢，充填開采對(duì)象為條帶開采遺留煤柱。經(jīng)條帶開采完畢，充填開采對(duì)象為條帶開采遺留煤柱。2 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填回收條帶煤柱煤礦膏體充填回收條帶煤柱191336133713381339134023092308230723062305230323022301甜菊糖廠海豐化工廠仙莊小學(xué)仙莊養(yǎng)雞廠靳莊235223512353235423552 2 煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填典型實(shí)例煤礦膏體充填回收條帶煤柱煤礦膏體充填回收條帶煤柱20 充填開采方法及實(shí)施情況充填開采方法及實(shí)施情況 1）-25mm矸石膏體，全采全

18、矸石膏體，全采全充，充，5m窄煤柱護(hù)巷，面長(zhǎng)窄煤柱護(hù)巷，面長(zhǎng)102 m，采高采高2.9 m，充填液壓支架塑料布，充填液壓支架塑料布隔離，步距隔離，步距35 m。 2）09年年12月開試，截止月開試，截止11年年4月底已采月底已采456 m。 充填開采效果充填開采效果1）采出率提高到）采出率提高到80 %以上。以上。2）下沉系數(shù)減少到）下沉系數(shù)減少到0.08。3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論21 煤礦膏體充填的特點(diǎn)煤礦膏體充填的特點(diǎn)3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論22 與金屬礦山膏體充填比較，解放與金屬礦山膏體充填比較，解放

19、“三下一上三下一上”壓煤壓煤的煤礦膏體充填開采主要特點(diǎn)是：的煤礦膏體充填開采主要特點(diǎn)是： 充填的目的是減沉。充填的目的是減沉。 充填與采煤同在一個(gè)工作面，充填體構(gòu)筑方法不充填與采煤同在一個(gè)工作面，充填體構(gòu)筑方法不同于金屬礦山，煤礦需要發(fā)展專門膏體充填隔離支架。同于金屬礦山，煤礦需要發(fā)展專門膏體充填隔離支架。 充填材料強(qiáng)度性能要求不同，煤礦充填以后數(shù)小充填材料強(qiáng)度性能要求不同，煤礦充填以后數(shù)小時(shí)后就要求充填體承載，否則，影響采煤面產(chǎn)量。時(shí)后就要求充填體承載，否則，影響采煤面產(chǎn)量。 煤礦膏充填原料主要是煤矸石、坑口電廠低質(zhì)粉煤礦膏充填原料主要是煤矸石、坑口電廠低質(zhì)粉煤灰等，材料品質(zhì)差，質(zhì)量波動(dòng)大。

20、煤灰等，材料品質(zhì)差，質(zhì)量波動(dòng)大。 煤礦膏體充填的特點(diǎn)煤礦膏體充填的特點(diǎn)3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論23 煤礦膏體充填對(duì)覆巖采動(dòng)破壞控制控制程度煤礦膏體充填對(duì)覆巖采動(dòng)破壞控制控制程度垮落法垮落法開采垮落法開采膏體充填開采膏體充填開采剛凝固膏體剛凝固膏體采空區(qū)后方膏體采空區(qū)后方膏體與頂板狀況與頂板狀況3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論24 煤礦膏體充填對(duì)覆巖采動(dòng)破壞控制控制程度煤礦膏體充填對(duì)覆巖采動(dòng)破壞控制控制程度 膏體充填膏體充填采煤面底板采煤面底板位移量變化規(guī)律位移量變化規(guī)律 朱村礦膏體充填朱村礦膏體充填采煤采煤面底板透

21、水實(shí)測(cè)結(jié)果面底板透水實(shí)測(cè)結(jié)果3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論25 煤礦膏體充填對(duì)覆巖采動(dòng)破壞控制控制程度煤礦膏體充填對(duì)覆巖采動(dòng)破壞控制控制程度 目前煤礦膏體開采能夠做到：采煤以后，頂板無垮落目前煤礦膏體開采能夠做到：采煤以后，頂板無垮落帶，頂板導(dǎo)水裂縫帶高度帶，頂板導(dǎo)水裂縫帶高度 24m，底板采動(dòng)破壞深度，底板采動(dòng)破壞深度 4m，“充分采動(dòng)充分采動(dòng)”以后地表下沉系數(shù)以后地表下沉系數(shù)0.08。岱莊煤礦膏體充岱莊煤礦膏體充填率統(tǒng)計(jì)填率統(tǒng)計(jì)3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論26 煤礦膏體充填對(duì)覆巖采動(dòng)破壞控制控制程度煤礦膏體充填對(duì)

22、覆巖采動(dòng)破壞控制控制程度 膏體充填開采頂板不出現(xiàn)導(dǎo)水裂縫帶條件計(jì)算膏體充填開采頂板不出現(xiàn)導(dǎo)水裂縫帶條件計(jì)算（利用垮落法開采巖層移動(dòng)參數(shù)）：（利用垮落法開采巖層移動(dòng)參數(shù)）：lifcHtgMqbbUU34. 021式中，式中，U1充填前頂?shù)滓平?；充填前頂?shù)滓平浚?U2欠接頂量；欠接頂量； bc采煤區(qū)寬度；采煤區(qū)寬度；bf充填步距；充填步距； q垮落法開采下沉系數(shù)；垮落法開采下沉系數(shù)；M采高；采高； Hli垮落法開采導(dǎo)水裂縫帶高度；垮落法開采導(dǎo)水裂縫帶高度； 垮落法開采巖層移動(dòng)角?？迓浞ㄩ_采巖層移動(dòng)角。-300-200-1000-60-300306090120150180頂板巖層下沉頂板巖層下沉

23、 / cm距工作面距工作面 / m1號(hào)測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn)2號(hào)測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn)3號(hào)測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn)27 充填法開采覆巖下沉充填法開采覆巖下沉-25-15-5-60-300306090120150180頂板巖層下沉頂板巖層下沉 / cm距工作面距工作面 / m1 1號(hào)測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn)2 2號(hào)測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn)3 3號(hào)測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn) 垮落法開采覆巖下沉垮落法開采覆巖下沉 膏體充填采煤可以利用直接頂板下沉預(yù)計(jì)地面開采沉陷。膏體充填采煤可以利用直接頂板下沉預(yù)計(jì)地面開采沉陷。膏體充填開采地表最大下沉量計(jì)算：膏體充填開采地表最大下沉量計(jì)算： W Wmaxmax= =充前頂?shù)滓平砍淝绊數(shù)滓平縐 U1 1+ +欠接頂量欠接頂量U U2 2+ +

24、充填體壓縮率充填體壓縮率U U3 31離煤層離煤層120m2離煤層離煤層40m3離煤層離煤層5m3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論 煤礦膏體充填地表最大下沉量計(jì)算煤礦膏體充填地表最大下沉量計(jì)算3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論28 煤礦膏體充填體強(qiáng)度選擇煤礦膏體充填體強(qiáng)度選擇 1）膏體充填材料強(qiáng)度以滿足控制要求為原則，不）膏體充填材料強(qiáng)度以滿足控制要求為原則，不是越高越好。是越高越好。 2）合理充填采煤設(shè)計(jì)是為膏體充填體制造良好三）合理充填采煤設(shè)計(jì)是為膏體充填體制造良好三向受壓條件，主要依靠其向受壓條件，主要依靠其三向抗壓強(qiáng)度

25、三向抗壓強(qiáng)度和和密實(shí)度密實(shí)度取得好取得好的覆巖和地表沉陷控制效果，而不是單向抗壓強(qiáng)度。的覆巖和地表沉陷控制效果，而不是單向抗壓強(qiáng)度。 3）不同開采條件，膏體早后期強(qiáng)度要求不同。如，）不同開采條件，膏體早后期強(qiáng)度要求不同。如，朱村礦薄煤層長(zhǎng)壁充填無煤柱開采，充填體強(qiáng)度朱村礦薄煤層長(zhǎng)壁充填無煤柱開采，充填體強(qiáng)度1.0 MPa；岱莊煤礦充填條帶開采遺留煤柱，煤柱寬；岱莊煤礦充填條帶開采遺留煤柱，煤柱寬50 m時(shí)充填體強(qiáng)度時(shí)充填體強(qiáng)度5 MPa，煤柱寬，煤柱寬100 m時(shí)充填體強(qiáng)度時(shí)充填體強(qiáng)度2.6MPa。3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論29 膏體充填開采礦壓顯現(xiàn)特

26、征膏體充填開采礦壓顯現(xiàn)特征 充填率與支撐壓力關(guān)系充填率與支撐壓力關(guān)系 朱村煤礦朱村煤礦54001面充填體面充填體壓力實(shí)測(cè)曲線壓力實(shí)測(cè)曲線3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論30 膏體充填開采礦壓顯現(xiàn)特征膏體充填開采礦壓顯現(xiàn)特征 膏體充填面膏體充填面采動(dòng)支撐壓力影采動(dòng)支撐壓力影響強(qiáng)度和范圍限響強(qiáng)度和范圍限制減小，采場(chǎng)相制減小，采場(chǎng)相當(dāng)于移動(dòng)的開切當(dāng)于移動(dòng)的開切眼，有利于采場(chǎng)眼，有利于采場(chǎng)頂板和巷道圍巖頂板和巷道圍巖支護(hù)，沖擊地壓支護(hù)，沖擊地壓不易發(fā)生。不易發(fā)生。 朱村礦朱村礦54002面巷道頂?shù)酌嫦锏理數(shù)滓平鼘?shí)測(cè)曲線移近實(shí)測(cè)曲線3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討

27、論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論31 煤礦膏體充填的效益煤礦膏體充填的效益 煤礦膏體充填主要應(yīng)用于煤礦膏體充填主要應(yīng)用于“三下一上三下一上”，效益體現(xiàn)在：，效益體現(xiàn)在： （1 1）擴(kuò)大開采范圍，提高采出率，多回收煤炭資源；）擴(kuò)大開采范圍，提高采出率，多回收煤炭資源； （2 2）沿空留巷，節(jié)省巷道掘進(jìn)與支護(hù)費(fèi)用；）沿空留巷，節(jié)省巷道掘進(jìn)與支護(hù)費(fèi)用； （3 3）變短壁條帶面為長(zhǎng)壁膏體充填工作面，并可往復(fù)式開）變短壁條帶面為長(zhǎng)壁膏體充填工作面，并可往復(fù)式開采，減少工作面搬家次數(shù)和搬家距離，節(jié)省工作面搬家費(fèi)用；采，減少工作面搬家次數(shù)和搬家距離，節(jié)省工作面搬家費(fèi)用； （4 4）相對(duì)節(jié)省準(zhǔn)備開拓巷道工程與

28、費(fèi)用；）相對(duì)節(jié)省準(zhǔn)備開拓巷道工程與費(fèi)用； （5 5）減少固體廢物堆放占用土地和處理費(fèi)用；）減少固體廢物堆放占用土地和處理費(fèi)用； （6 6）減少排水費(fèi)用；）減少排水費(fèi)用； （7 7）減少底板注漿改造底板鉆孔工程量和工程費(fèi)用；）減少底板注漿改造底板鉆孔工程量和工程費(fèi)用； （8 8）有效防止采空區(qū)漏風(fēng)、自燃，方便瓦斯治理，節(jié)省相）有效防止采空區(qū)漏風(fēng)、自燃，方便瓦斯治理，節(jié)省相關(guān)安全工程費(fèi)用。關(guān)安全工程費(fèi)用。3 3 關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論關(guān)于煤礦膏體充填若干問題的討論32 煤礦膏體充填有待解決的問題煤礦膏體充填有待解決的問題 煤礦膏體充填技術(shù)已經(jīng)在建筑物下、水體下和承壓煤礦膏體充填技術(shù)已經(jīng)在建筑物下、水體下和承壓水上等特殊開采條件下取得一批現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果，這些試水上等特殊開采條件下取得一批現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果，這些試驗(yàn)證明，膏體充填是解放我國驗(yàn)證明，膏體充填是解放我國“三下一上三下一上”壓煤的一條壓煤的一條有效技術(shù)途徑，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景，但是，煤礦有效技術(shù)途徑，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景，但是，煤礦膏體充填技術(shù)還處于發(fā)展階段，當(dāng)前煤礦膏體充填采煤膏體充填技術(shù)還處于發(fā)展階段，當(dāng)前煤礦膏體充