深部煤炭充填开采地表变形控制研究.pdf

SeriesNo.434金属矿山总第434期
August2012METALMINE2012年第8期

深部煤炭充填开采地表变形控制研究*

周杰彬1，2刘长武1，2李晓迪1，2徐煜航1，2
(1.水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，2.四川大学水利水电学院)

摘要结合传统长壁垮落法和充填开采法的优点，根据邢东矿1221工作面具体开采条件，提出利用极不充
分开采原理与冒落带注浆结合来控制地表下沉，为建筑物下开采提供了理论和技术支持。同时，对该方法的采充
顺序和减沉效果做了进一步分析，结果表明:该方法减沉效果明显，下沉率会小于0.2。
关键词充填开采冒落带注浆深部开采地表变形

ResearchonControllingSurfaceSubsidencetoDeepCoalMiningWithFilling

ZhouJiebin1，2Liuchangwu1，2LiXiaodi1，2XuYuhang1，2
(1.StateKeyLaboratoryofHydraulicsandMountainRiverEngineering;
2.SchoolofWaterResourceandHydropower，SichuanUniversity)

Abstractcombiningwiththeadvantagesofthetraditionallongwallcavingmethodandconventionalfillingtechnolo-
gymethod，accordingtothespecificminingconditionof1221miningfaceofXingdongmine，super-subcritialextractionand
cavebackfillgroutingcombinedisproposedtocontrolthesurfacesubsidence.Itprovidestheoryandtechnologysupportfor
miningunderbuilding.Meanwhile，theminingsequenceandeffectofreducingsubsidencewereanalysis.Resultsshowthat
effectofreducingsubsidenceisobviousbyusingthismethod，andthesinkrateissmallerthan0.2.
KeywordsFillingmining，cavebackfillgrouting，Deepmining，Surfacesubsidence

据统计，我国煤炭资源量埋深在600m以下的分开采原理与冒落带注浆结合来实现建筑物下开
占73.19%，而其中1000m以下储量占总量的采。极不充分开采原理与冒落注浆结合开采能够对
53.17%［1］。目前，我国东部煤矿正在以每年10～地表变形和移动进行有效的控制，同时煤炭的采出
25m的速度向深部发展，预计未来20年，我国大部率较高，且不改变传统的采煤工艺，生产效率高，成
分煤矿的开采深度将达到1000～1500m。此外，本比普通充填开采低，对井下深部开采有一定的指
据国有重点煤矿的不完全统计，2007年，我国“三导意义。
下”压煤约137．9亿t，其中建筑物下压煤为87．6亿1建筑物下深部煤炭开采的实现
t，部分矿区建筑物下压煤量十分巨大，已经严重制1.1极不充分开采的特点
约着矿区的发展。随着社会经济发展，城镇和村庄地下采空区的尺寸大小是决定地表及岩层移动
规模不断扩大，建筑物下的实际压煤量还将持续增变形的关键，地表移动变形分布特征与采空区尺寸
［］大小息息相关同时地表的扰动程度又随开采深度
加2。解决建筑物下的深部煤炭开采问题迫在眉。
的增加而减小，因此国内现在普遍采用宽深比D/H
睫。
作为衡量采动程度的指标(其中是工作面开采宽
目前普遍采用的长壁垮落法不能有效地控制地D
度，H为平均采深)。我国大量实测资料表明:当D/
表变形，无法实现建筑物下安全开采。而传统的充
H小于1/3时地表为极不充分采动;当D/H小于
填采煤法，采煤和充填相互干扰，采煤效率不高，严
1.2时地表为非充分采动;当D/H介于1.2～1.4之
重影响矿区生产;充填质量也存在较大的问题，对地
表建筑物保护不利。其他部分开采方法，煤炭回收
*国家自然科学基金项目(编号:50879049，50574064)，国家重点基
率较低，造成资源的巨大浪费因此，本研究结合传
。础研究发展计划(973计划)项目(编号:2010cb226802)。
统长壁垮落法和充填开采的优点，提出利用极不充周杰彬(1987—)，男，硕士研究生，610065四川省成都市。
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周杰彬等:深部煤炭充