矸石胶结连采连充技术在近距离煤层的研究与应用

摘要

基于长壁开采工艺在近距离煤层群开采中存在的地应力适应性差且煤层开采后导致下伏煤层巷道围岩变形严重,难以实现近距离煤层的安全高效开采问题。以某矿3上煤层充填工作面及3下煤层8300运输大巷为工程背景,借助于数值模拟试验、现场实测等技术手段,提出了矸石胶结连采连充技术(简称连采连充技术)并分析了该技术应用于近距离煤层开采后围岩运动规律,论证了采连充技术在近距离煤层群中应用的可行性。连采连充技术研究成果如下:(1)充填工作面设置支巷和煤柱巷进行开采,先采支巷,充填凝固后再采煤柱巷,实现了采充平行作业,工作面支巷及煤柱巷宽度均为5 m(此数据仅供参考);(2)数值模拟试验表明充填工作面围岩塑性区分布范围主要在0~5 m,应力峰值出现在煤柱巷为12.8 MPa,最大底鼓量及顶板下沉量出现在工作面中部分别为12.1 mm和80.2mm,底板破坏形态呈现"波浪形"分布;(3)现场实测表明充填工作面底板破坏形态大致分为上部破坏区、中部完整岩层带及下部塑性区3部分,充填工作面底板破坏最大深度为4.8 m,距3下煤层8300运输大巷15.35 m,不影响该大巷正常使用。连采连充技术目前已在新矿集团裕兴煤矿、孙村煤矿、翟镇煤矿等矿井进行了现场应用,在消化煤矸石的同时成功将近距离煤层安全高效的回采出来,取得了较好的经济效益、社会效益和环保效益。