固体充填采煤等价采高影响因素研究
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由图２可知，剩余压实度是指充填体所受应力 由压实机压应力仉增加至上覆岩层压应力盯。时应 变的增加值。剩余压实度越小，充填体开始承受顶 板载荷时产生的变形越小，等价采高就越小。
图１综合机械化固体充填采煤技术原理
１．２等价采高模型
等价采高是充填体充分压实之后的等量开挖高
度。可根据式（１）计算：
舰一峋＋（１一叩）（＾：＋ｈ。）
图２某矿矸石与粉煤灰应力应变曲线 充填体剩余压实度与上覆岩层载荷、充填材料 的性质及充填材料的初始压实度相关。上覆岩层载 荷减小，充填材料的可压缩性减小、初始压实度的 增加，均可以使充填体剩余压实度减小。 ２．２充填体剩余压实度控制方法 由于上覆岩层载荷与工作面地质条件相关，不 能改变，只能采用以下方法减小充填体剩余压实 度。 （１）减小充填材料的可压缩性。在选取充填材 料时，可以通过实验，分析比较不同材料的可压缩 性，尽量选用可压缩性较小的充填材料。 （２）增加初始压实度。设计时，应尽量增大压 实机的压实力，同时，在充填过程中，增加对充填 体的压实时间，使充填体的初始压实度增加，进而 减小剩余压实度。
以目前的技术条件，无法把弯曲下沉后的顶板 还原到原来的位置，因此，只能在生产过程中，采 取一些方法减小充填前顶板下沉量。
（１）优化充填采煤工艺。采煤与充填之间的间 隔时间越短，顶板下沉量越小，因此，通过优化充 填采煤工艺，增加充填速度，减小采煤与充填之间 的间隔时间，可以减小充填前顶板下沉量。
图３充填前顶板下沉量ｈ：不葸图 （２）提高支架主动支撑力。直接顶揭露之后至 充填完成之前，其重量基本是由支架承受，增加支 架的主动支撑力，可以减小顶板的弯百度文库下沉量，保 证充填空间，进而减小等价采高。 ４欠接顶量 ４．１ 欠接顶量产生原因 欠接顶量是充填体与顶板之间的空隙距离，它 直接关系到充填质量，欠接顶量越大，充填体对顶 板的控制效果越差，从而造成等价采高增大， 见图４。
∞ ］ 赵昕楠，节茂科，张吉雄．采后充填固体充填材料力 学特性测试研究［Ｊ］．煤矿开采，２０１０（５）
作者简介：徐俊明（１９６４一），男，山西太原人，中 国矿业大学在读博士，高级工程师，从事矿山采矿工程方 面的研究和管理工作。现任西山煤电（集团）有限责任公 司党委常务副书记。
（责任编辑 张毅玲）
中国煤炭第３７卷第３期２０１１年３月
工作面采矿地质条件相关，在此不作详细分析。而 其他３个影响因素均可以通过一定的方法进行控 制，下在分别对其产生原因和控制方法进行分析。
２充填体剩余压实度
２．１ 充填体剩余压实度产生原因 固体充填采煤所选用的充填材料一般为矸石、
粉煤灰、风积沙等固体废弃物，其应变会随着所受 应力的增加呈非线性增加，不同的材料配比形成的 充填体，应力应变曲线也不同。某矿矸石与粉煤灰 的应力应变衄线如图２所示。
（１）
式中：Ｍｄ——等价采高，ｍｍ；
Ｍ——实际采高，ＩＴｌｍ；
刁——充填体剩余压实度；
ｈ。——充填前顶板下沉量，ｍｍ；
ｈ。——欠接顶量，ｍｍ。
由式（１）可知，影响等价采高大小的主要因 素包括实际采高Ｍ、充填体剩余压实度刀、充填
前顶板下沉量ｈ。，以及欠接顶量ｈ。。实际采高与
综合机械化固体充填采煤等价采高影响因素研究’
３充填前顶板下沉量
３．１ 充填前顶板下沉量产生原因
６７
万方数据
充填前顶板下沉量是指充填材料充入采空区之 前顶板的下沉距离。其值越大，可供充填的空间越 小，等价采高越大，见图３。
由于采煤与充填之间有一定的时间间隔，揭露 的顶板会产生自然的弯曲下沉，如果此时支架对顶 板的主动支撑力不足，就会造成充填前顶板的下 沉。 ３．２充填前项板下沉量控制方法
统将充填材料从地面运输至井下，借助相应的设备 充填入采空区。充填设备主要包括充填采煤液压支 架、充填开采输送机、压实机和自移式转载输送 机。充填采煤液压支架主要用于维护工作面采煤与 充填的作业空间，充填开采输送机吊挂于支架后顶 梁下，运输充填材料并卸载入充填空间，压实机安 装在支架后底座，把充填材料推移接顶并初步压 实，自移式转载输送机安装在工作面的端头，用于 充填材料的转载输送。它们与工作面采煤设备相互 配套，形成工作面一整套充填与采煤系统，实现采 煤与充填综合机械化平行作业。固体充填采煤系统 布置如图１所示。
＊基金项目：国家自然科学基金面上项目 （５１０７４１６５）；国家自然科学基金重点项目（５０８３４００４）。
６６
我国学者根据固体充填采煤围岩变形机理提出 了等价采高模型，并应用于固体充填采煤采场矿压 显现规律的分析及地表变形预计，等价采高越小， 覆岩移动量及地表变形就越小，控制等价采高的大 小，是固体充填采煤技术的关键。因此，有必要对 等价采高的影响因素及其控制方法进行详细研究。
中图分类号ＴＤ８２３．７３
文献标识码 Ａ
Ｅｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｉｎ ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｘｕ Ｊｕｎｍｉｎ９１，Ｚｈａｎｇ Ｊｉｘｉｏｎ９１”，Ｚｈｏｕ Ｎａｎｌ”，Ｚｈａｎｇ Ｑｉａｎ９１，２
参考文献：
Ｉ＝Ｊ ］ 缪协兴，张吉雄，郭广礼．综合机械化固体充填采 煤方法与技术研究［Ｊ］．煤炭学报，２０１０（１）
∞ ］ 缪协兴．综合机械化固体充填采煤矿压控制原理与 支架受力分析［Ｊ］．中国矿业大学学报，２０１０（６）
口 ］ 缪协兴，张吉雄．矸石充填采煤中的矿压显现规律 分析［Ｊ］．采矿与安全工程学报，２００７（４）
影响因素及各因素产生的原因，并在此基础上，提出了相对应的控制方法。得出等价采高的
主要影响因素包括充填前顶板下沉量、欠接顶量及充填体剩余压实度；通过选择合适的充填
材料、优化设备技术参数、优化充填采煤工艺及规范人员操作等方法，可以有效地控制各因
素对固体充填采煤等价采高的影响。 关键词 固体充填采煤等价采高 顶板下沉 欠接顶量剩余压实度
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｍｉｎｅ ｓａｆｅｔｙ，Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２２１００８，Ｃｈｉｎａ）
★煤炭科技·开拓与开采★
综合机械化固体充填采煤等价采高影响因素研究 ＊
徐俊明１ 张吉雄１，２ 周 楠１’２ 张 强１’２
（１．中国矿业大学矿业工程学院，江苏省徐州市，２２１１１６； ２．煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏省徐州市，２２１００８）
摘 要 介绍了综合机械化固体充填采煤技术原理及等价采高模型，分析了等价采高的
ｎｏｌｏｇｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ，ｒｏｏｆ ｓｉｎｋｉｎｇ，
ｌａｃｋｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｒｏｏｆ—ｃｏｎｔａｃｔ，ｒｅｓｉｄｕａｌ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ
煤炭作为我国经济发展的主要能源，其开采量 逐年增加，许多矿井资源紧张，不得不面临“三 下”（建筑物下、水体下、铁路下）压煤的开采问 题。为解决“三下”压煤开采与固体废弃物处理为 目的而研发的固体充填采煤技术在我国许多矿区得 到了推广与应用，固体充填采煤是将地面的固体废 弃物充填入采空区，在开采煤炭资源的同时，达到 控制覆岩移动及地表变形的目的。
万方数据
综合机械化固体充填采煤等价采高影响因素研究
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)：
徐俊明， 张吉雄， 周楠， 张强， Xu Junming， Zhang Jixiong， Zhou Nan， Zhang Qiang 徐俊明,Xu Junming(中国矿业大学矿业工程学院,江苏省徐州市,221116)， 张吉雄,周楠,张 强,Zhang Jixiong,Zhou Nan,Zhang Qiang(中国矿业大学矿业工程学院,江苏省徐州市 ,221116;煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏省徐州市,221008)
本文介绍了综合机械化固体充填采煤技术原理 及等价采高模型，分析了等价采高的影响因素及各 因素产生的原因，并提出了在现有技术条件下控制 各因素的方法，为固体充填采煤等价采高的控制提 供了理论依据。
中国煤炭第３７卷第３期２０１１年３月
万方数据
１ 固体充填采煤技术原理及等价采高模型
１．１ 固体充填采煤技术原理 固体充填采煤技术是利用固体充填物料输送系
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｍｏｄｅｌ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ，ａｎｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ．Ｇｅｔ ｔｈｅ ｉｄｅａ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｏｆ ａｎｄ ｆｌｏｏｒ ｂｅｆｏｒｅ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ、ｌａｃｋｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｒｏｏｆ－ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｍａｉｎｉｎｇ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ．ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ， ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｖａ— ｒｉｏｕｓ ｏｆ ｆａｃｔｏｒｓ＂ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｉｎ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｅｃｈ—
Ｈ］ 张吉雄，李剑，安泰龙，黄艳利．矸石充填综采覆 岩关键层变形特征研究［Ｊ］．煤炭学报，２０１０（３）
邙 ］ 查剑锋．矸石充填开采沉陷控制基础问题研 究［Ｄ］．江苏：中国矿业大学，２００８
∞ ］ 张蓓．矸石充填综采大垂深投料及堵管监控系统设 计［Ｊ］．采矿与安全工程学报，２００９（３）
口 ］ 张吉雄．矸石直接充填综采岩层移动控制及其应用 研究［Ｄ］．江苏：中国矿业大学，２００８
图４充填欠接顶量ｈ。示意图 ６８
欠接顶量主要由３个原因造成。 （１）矸石、粉煤灰等充填材料属于散体，其自 然安息角较小，具有一定的流动性，容易滑落，使 充填体与顶板之间产生一定的空隙。 （２）设备配套不合理，不能适应工作面采高的 变化，无法使充填空间完全充满。 （３）操作不规范，没有完成相应的充填任务。 ４．２ 欠接顶量控制方法 根据欠接顶量产生的原因，可以采取以下方法 进行控制。 （１）通过材料配比、湿度控制等方式，使充填 材料在压实之后可以达到稳定的状态，减少充填材 料滑落造成的空隙。 （２）对充填设备进行合理的选型和配套，增大 设备的适应条件，确保可以把充填材料充填至接 顶，消除因设备原因产生的欠接顶量。 （３）规范人员操作，建立合理的监督和考核制 度，防止充填量不够产生的欠接顶量。
中国煤炭 CHINA COAL 2011,37(3)
参考文献(8条) 1.赵昕楠;节茂科;张吉雄 采后充填固体充填材料力学特性测试研究 2010(05) 2.张吉雄 矸石直接充填综采岩层移动控制及其应用研究 2008 3.张蓓 矸石充填综采大垂深投料及堵管监控系统设计 2009(03) 4.查剑锋 矸石充填开采沉陷控制基础问题研究 2008 5.张吉雄;李剑;安泰龙;黄艳利 矸石充填综采覆岩关键层变形特征研究 2010(03) 6.缪协兴;张吉雄 矸石充填采煤中的矿压显现规律分析 2007(04) 7.缪协兴 综合机械化固体充填采煤矿压控制原理与支架受力分析 2010(06) 8.缪协兴;张吉雄;郭广礼 综合机械化固体充填采煤方法与技术研究 2010(01)
图１综合机械化固体充填采煤技术原理
１．２等价采高模型
等价采高是充填体充分压实之后的等量开挖高
度。可根据式（１）计算：
舰一峋＋（１一叩）（＾：＋ｈ。）
图２某矿矸石与粉煤灰应力应变曲线 充填体剩余压实度与上覆岩层载荷、充填材料 的性质及充填材料的初始压实度相关。上覆岩层载 荷减小，充填材料的可压缩性减小、初始压实度的 增加，均可以使充填体剩余压实度减小。 ２．２充填体剩余压实度控制方法 由于上覆岩层载荷与工作面地质条件相关，不 能改变，只能采用以下方法减小充填体剩余压实 度。 （１）减小充填材料的可压缩性。在选取充填材 料时，可以通过实验，分析比较不同材料的可压缩 性，尽量选用可压缩性较小的充填材料。 （２）增加初始压实度。设计时，应尽量增大压 实机的压实力，同时，在充填过程中，增加对充填 体的压实时间，使充填体的初始压实度增加，进而 减小剩余压实度。
以目前的技术条件，无法把弯曲下沉后的顶板 还原到原来的位置，因此，只能在生产过程中，采 取一些方法减小充填前顶板下沉量。
（１）优化充填采煤工艺。采煤与充填之间的间 隔时间越短，顶板下沉量越小，因此，通过优化充 填采煤工艺，增加充填速度，减小采煤与充填之间 的间隔时间，可以减小充填前顶板下沉量。
图３充填前顶板下沉量ｈ：不葸图 （２）提高支架主动支撑力。直接顶揭露之后至 充填完成之前，其重量基本是由支架承受，增加支 架的主动支撑力，可以减小顶板的弯百度文库下沉量，保 证充填空间，进而减小等价采高。 ４欠接顶量 ４．１ 欠接顶量产生原因 欠接顶量是充填体与顶板之间的空隙距离，它 直接关系到充填质量，欠接顶量越大，充填体对顶 板的控制效果越差，从而造成等价采高增大， 见图４。
∞ ］ 赵昕楠，节茂科，张吉雄．采后充填固体充填材料力 学特性测试研究［Ｊ］．煤矿开采，２０１０（５）
作者简介：徐俊明（１９６４一），男，山西太原人，中 国矿业大学在读博士，高级工程师，从事矿山采矿工程方 面的研究和管理工作。现任西山煤电（集团）有限责任公 司党委常务副书记。
（责任编辑 张毅玲）
中国煤炭第３７卷第３期２０１１年３月
工作面采矿地质条件相关，在此不作详细分析。而 其他３个影响因素均可以通过一定的方法进行控 制，下在分别对其产生原因和控制方法进行分析。
２充填体剩余压实度
２．１ 充填体剩余压实度产生原因 固体充填采煤所选用的充填材料一般为矸石、
粉煤灰、风积沙等固体废弃物，其应变会随着所受 应力的增加呈非线性增加，不同的材料配比形成的 充填体，应力应变曲线也不同。某矿矸石与粉煤灰 的应力应变衄线如图２所示。
（１）
式中：Ｍｄ——等价采高，ｍｍ；
Ｍ——实际采高，ＩＴｌｍ；
刁——充填体剩余压实度；
ｈ。——充填前顶板下沉量，ｍｍ；
ｈ。——欠接顶量，ｍｍ。
由式（１）可知，影响等价采高大小的主要因 素包括实际采高Ｍ、充填体剩余压实度刀、充填
前顶板下沉量ｈ。，以及欠接顶量ｈ。。实际采高与
综合机械化固体充填采煤等价采高影响因素研究’
３充填前顶板下沉量
３．１ 充填前顶板下沉量产生原因
６７
万方数据
充填前顶板下沉量是指充填材料充入采空区之 前顶板的下沉距离。其值越大，可供充填的空间越 小，等价采高越大，见图３。
由于采煤与充填之间有一定的时间间隔，揭露 的顶板会产生自然的弯曲下沉，如果此时支架对顶 板的主动支撑力不足，就会造成充填前顶板的下 沉。 ３．２充填前项板下沉量控制方法
统将充填材料从地面运输至井下，借助相应的设备 充填入采空区。充填设备主要包括充填采煤液压支 架、充填开采输送机、压实机和自移式转载输送 机。充填采煤液压支架主要用于维护工作面采煤与 充填的作业空间，充填开采输送机吊挂于支架后顶 梁下，运输充填材料并卸载入充填空间，压实机安 装在支架后底座，把充填材料推移接顶并初步压 实，自移式转载输送机安装在工作面的端头，用于 充填材料的转载输送。它们与工作面采煤设备相互 配套，形成工作面一整套充填与采煤系统，实现采 煤与充填综合机械化平行作业。固体充填采煤系统 布置如图１所示。
＊基金项目：国家自然科学基金面上项目 （５１０７４１６５）；国家自然科学基金重点项目（５０８３４００４）。
６６
我国学者根据固体充填采煤围岩变形机理提出 了等价采高模型，并应用于固体充填采煤采场矿压 显现规律的分析及地表变形预计，等价采高越小， 覆岩移动量及地表变形就越小，控制等价采高的大 小，是固体充填采煤技术的关键。因此，有必要对 等价采高的影响因素及其控制方法进行详细研究。
中图分类号ＴＤ８２３．７３
文献标识码 Ａ
Ｅｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｉｎ ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｘｕ Ｊｕｎｍｉｎ９１，Ｚｈａｎｇ Ｊｉｘｉｏｎ９１”，Ｚｈｏｕ Ｎａｎｌ”，Ｚｈａｎｇ Ｑｉａｎ９１，２
参考文献：
Ｉ＝Ｊ ］ 缪协兴，张吉雄，郭广礼．综合机械化固体充填采 煤方法与技术研究［Ｊ］．煤炭学报，２０１０（１）
∞ ］ 缪协兴．综合机械化固体充填采煤矿压控制原理与 支架受力分析［Ｊ］．中国矿业大学学报，２０１０（６）
口 ］ 缪协兴，张吉雄．矸石充填采煤中的矿压显现规律 分析［Ｊ］．采矿与安全工程学报，２００７（４）
影响因素及各因素产生的原因，并在此基础上，提出了相对应的控制方法。得出等价采高的
主要影响因素包括充填前顶板下沉量、欠接顶量及充填体剩余压实度；通过选择合适的充填
材料、优化设备技术参数、优化充填采煤工艺及规范人员操作等方法，可以有效地控制各因
素对固体充填采煤等价采高的影响。 关键词 固体充填采煤等价采高 顶板下沉 欠接顶量剩余压实度
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｍｉｎｅ ｓａｆｅｔｙ，Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２２１００８，Ｃｈｉｎａ）
★煤炭科技·开拓与开采★
综合机械化固体充填采煤等价采高影响因素研究 ＊
徐俊明１ 张吉雄１，２ 周 楠１’２ 张 强１’２
（１．中国矿业大学矿业工程学院，江苏省徐州市，２２１１１６； ２．煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏省徐州市，２２１００８）
摘 要 介绍了综合机械化固体充填采煤技术原理及等价采高模型，分析了等价采高的
ｎｏｌｏｇｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ，ｒｏｏｆ ｓｉｎｋｉｎｇ，
ｌａｃｋｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｒｏｏｆ—ｃｏｎｔａｃｔ，ｒｅｓｉｄｕａｌ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ
煤炭作为我国经济发展的主要能源，其开采量 逐年增加，许多矿井资源紧张，不得不面临“三 下”（建筑物下、水体下、铁路下）压煤的开采问 题。为解决“三下”压煤开采与固体废弃物处理为 目的而研发的固体充填采煤技术在我国许多矿区得 到了推广与应用，固体充填采煤是将地面的固体废 弃物充填入采空区，在开采煤炭资源的同时，达到 控制覆岩移动及地表变形的目的。
万方数据
综合机械化固体充填采煤等价采高影响因素研究
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)：
徐俊明， 张吉雄， 周楠， 张强， Xu Junming， Zhang Jixiong， Zhou Nan， Zhang Qiang 徐俊明,Xu Junming(中国矿业大学矿业工程学院,江苏省徐州市,221116)， 张吉雄,周楠,张 强,Zhang Jixiong,Zhou Nan,Zhang Qiang(中国矿业大学矿业工程学院,江苏省徐州市 ,221116;煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏省徐州市,221008)
本文介绍了综合机械化固体充填采煤技术原理 及等价采高模型，分析了等价采高的影响因素及各 因素产生的原因，并提出了在现有技术条件下控制 各因素的方法，为固体充填采煤等价采高的控制提 供了理论依据。
中国煤炭第３７卷第３期２０１１年３月
万方数据
１ 固体充填采煤技术原理及等价采高模型
１．１ 固体充填采煤技术原理 固体充填采煤技术是利用固体充填物料输送系
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｍｏｄｅｌ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ，ａｎｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ．Ｇｅｔ ｔｈｅ ｉｄｅａ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｏｆ ａｎｄ ｆｌｏｏｒ ｂｅｆｏｒｅ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ、ｌａｃｋｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｒｏｏｆ－ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｍａｉｎｉｎｇ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ．ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ， ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｖａ— ｒｉｏｕｓ ｏｆ ｆａｃｔｏｒｓ＂ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ ｉｎ ｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｏｌｉｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｅｃｈ—
Ｈ］ 张吉雄，李剑，安泰龙，黄艳利．矸石充填综采覆 岩关键层变形特征研究［Ｊ］．煤炭学报，２０１０（３）
邙 ］ 查剑锋．矸石充填开采沉陷控制基础问题研 究［Ｄ］．江苏：中国矿业大学，２００８
∞ ］ 张蓓．矸石充填综采大垂深投料及堵管监控系统设 计［Ｊ］．采矿与安全工程学报，２００９（３）
口 ］ 张吉雄．矸石直接充填综采岩层移动控制及其应用 研究［Ｄ］．江苏：中国矿业大学，２００８
图４充填欠接顶量ｈ。示意图 ６８
欠接顶量主要由３个原因造成。 （１）矸石、粉煤灰等充填材料属于散体，其自 然安息角较小，具有一定的流动性，容易滑落，使 充填体与顶板之间产生一定的空隙。 （２）设备配套不合理，不能适应工作面采高的 变化，无法使充填空间完全充满。 （３）操作不规范，没有完成相应的充填任务。 ４．２ 欠接顶量控制方法 根据欠接顶量产生的原因，可以采取以下方法 进行控制。 （１）通过材料配比、湿度控制等方式，使充填 材料在压实之后可以达到稳定的状态，减少充填材 料滑落造成的空隙。 （２）对充填设备进行合理的选型和配套，增大 设备的适应条件，确保可以把充填材料充填至接 顶，消除因设备原因产生的欠接顶量。 （３）规范人员操作，建立合理的监督和考核制 度，防止充填量不够产生的欠接顶量。
中国煤炭 CHINA COAL 2011,37(3)
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