柔模混凝土局部充填开采应用研究

摘要

煤炭作为我国主要的消费能源，长期以来为我国经济的快速发展提供了能源基础。在一些矿区采空区垮落式开采作为主要的煤炭开采方式，因其高采煤效率和高效益，发挥着不可替代的作用。但是随着国民经济的快速发展，“三下”压煤问题日益严重，特别是在矿区回采工作面上方地表会出现一些独体的建筑物，如公路收费站、地质观测站、信号塔等。在进行这些独体建（构）筑物下的煤层开采时，需要在工作面推进的同时在采空区采取局部充填的方法控制地表变形。
　　柔模混凝土为井巷支护特殊材料，适用于煤矿高效充填开采。通过对柔模混凝土的试验研究，并结合开采沉陷理论，将柔模混凝土运用到采空区局部充填开采实际工程中。以益民矿4105工作面局部充填开采为技术研究背景，采用数值模拟的方法，分析了柔模混凝土采空区局部充填开采技术在控制局部地表沉陷中所起到的效果。研究发现，柔模混凝土采空区局部充填开采技术不仅控制了地表局部移动变形，同时其高效机械化施工能更好的与工作面的推进协调进行，解决了充填与开采存在的施工间歇问题。在数值模拟中，充分考虑了分阶段施工过程，分析了局部充填过程中地表移动变形的动态变化。采用柔模混凝土采空区局部充填开采可将地表控制区变形降低90％以上，起到了保护控制区内建筑物的目的。
　　柔模混凝土采空区局部充填开采技术在益民矿4105工作面的成功应用，实现了矿区工作面局部“三下”压煤的开采，为解决局部“三下”压煤问题提供了成功借鉴。