DOI: 10.11799/ce202511016
双掩护式固体充填开采空间围护模型构建及落料堆积模拟研究
吴玉意1
程立朝2
刘成勇3
王海璇2
刘文涛4
赵萌烨4
李磊2
盛奉天4
龙杭2
杨达明2
1.中煤能源研究院有限责任公司,陕西 西安 710054;煤矿智能管控系统及防灾装备校企联合研究中心,陕西 西安 710054;中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 2211162.河北工程大学 矿业与测绘工程学院,河北 邯郸 0560383.中煤能源研究院有限责任公司,陕西 西安 710054;煤矿智能管控系统及防灾装备校企联合研究中心,陕西 西安 710054;河北工程大学 矿业与测绘工程学院,河北 邯郸 0560384.中煤能源研究院有限责任公司,陕西 西安 710054;煤矿智能管控系统及防灾装备校企联合研究中心,陕西 西安 710054
摘要：为揭示双掩护式固体充填开采中矸石充填空间的围护机理,采用理论分析与EDEM数值模拟相结合的方法,构建了充填空间围护几何模型,系统探究充填高度、多架依次落料过程及落料步距对充填体堆积状态的影响规律.结果表明:①构建了双掩护式固体充填开采的充填作业与空间围护模型,提出充填体体积计算方法,明确了单个充填步距下充填体积与工作面长度、支架中心距、充填步距、充填高度、矸石自然安息角及落料口尺寸的量化关系;并以禾草沟煤矿为例,基于该计算方法,得出"采高2.6 m、充高 1.2 m""采高 3.8 m、充高 2.5 m"两种典型工况下的矸石年充填量.②充填高度增加可显著扩大矸石堆积范围,但对堆积角影响极小,当充填高度从 1.0 m增至1.2 m时,矸石堆积范围直径从3.32 m扩大至3.82 m,而堆积角仅从 28.7°微增至 28.9°.③通过沿工作面多架依次落料及推进方向落料步距的数值模拟,验证了所建充填空间围护几何模型的合理性,证实了充填过程中"沟""壑"现象的存在,为双掩护式固体充填高效工艺设计提供了理论依据.
关键词：矸石充填双掩护式充填空间EDEM数值模拟
分类号：TD823(矿山开采)
资助基金：中国中煤重大科技专项(20211BY002)国家自然科学基金(52104081)河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2022074)
论文发表日期：2025-11-20
在线出版日期：2026-01-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 122-130 )
英文信息