窄条带充填料浆流动扩展解析几何模型及接顶优化
朱梦博1
罗屹骁2
刘浪1
巫侯琴3
何军4
屈慧升1
蔚保宁5
何伟2
1.西安科技大学能源与矿业工程学院,陕西 西安 710054;西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西 西安 7100542.西安科技大学能源与矿业工程学院,陕西 西安 7100543.西南科技大学土木工程与建筑学院,四川 绵阳 6210024.榆林市榆阳区常兴煤矿,陕西 榆林 7190995.西安弗尔绿创矿业科技有限责任公司,陕西 西安 710054
摘要：充填体的接顶率对充填体整体质量及采空区稳定性有重要影响.充填体接顶率欠佳,在采空区顶部形成的欠接顶区域会带来许多安全隐患,如易引发顶板冒顶、片帮,地表沉降,有害气体集聚等问题.为探究欠接顶区域的成因及影响因素,优化充填接顶工艺,基于多点分层充填工艺下充填料浆的扩展规律进行解析几何分析,并对窄条带多点分层充填工艺进行分析.量化表征了充填料浆触顶前及充填料浆触顶后的流动扩展规律,同时根据成因将充填料浆触顶后的封闭区划分为"Ⅰ型封闭区"和"Ⅱ型封闭区",建立了欠接顶区的判别式.在窄条带充填料浆扩展解析几何模型研究基础上,建立了窄条带多点分层充填分析模型并开展近水平窄条带充填模拟试验,得到不同工艺下的封闭区长度;合理的下料点间距及接顶充填高度对提高充填接顶率具有重要影响.针对充填封闭区,提出了全域排气/排水方法,该管道单向透水/透气不透浆.搭建了特厚煤层窄条带充填物理相似试验台,开展充填多点分层充填试验和全域排水/排气试验.同时,采用地质雷达探测某充填矿井窄条带欠接顶区的分布规律,开展全域排水/排气优化接顶现场试验.物理模拟试验、现场试验欠接顶区分布规律与窄条带多点分层充填分析模型结果一致,全域排水/排气方法可以有效提高窄条带充填接顶效果.
关键词：欠接顶充填膏体巷式开采充填工艺接顶优化
分类号：TD823(矿山开采)
资助基金：中国工程院战略研究与咨询资助项目(2024-XZ-24)国家自然科学基金(52378264)陕西省重点研发计划-两链融合重点专项资助项目(2023-LL-QY-07)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 226-239 )
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