超高水材料袋式充填开采围岩活动规律与地表沉降控制关键技术

批准登记号：20150592

单位名称：冀中能源邯郸矿业集团有限公司

课题来源：自选课题

主要人员：孙春东、王旭峰、李永元、刘懿、卢志敏、王春耕、刘树轮、布晓乐、张小建、卢永站、冯永文、吕康宁

评价单位名称：河北省科技成果转化服务中心

公报内容

该项目首次成功应用了缓倾斜厚煤层长壁综合机械化与超高水材料采空区袋式充填一体化开采技术。有效解决了长壁充填开采设计、"采煤-充填"液压支架选型、充填体整体稳定性控制、大采高长壁充填工艺、"充填体-覆岩-地表"三位一体变形实时监测等技术难题，揭示了井下充填开采参数与顶板破裂动态及地表沉降之间的相关规律，形成了一套超高水材料大采高长壁袋式充填开采技术体系及覆岩变形实时监测监控系统。创建了超高水材料长壁袋式充填工作面"采煤-充填"整体力学模型，揭示了"煤壁-支架-充填体"的协调变形与载荷分布规律，确定出工作面充填率、推进速度、充填体初期强度、支架工作阻力等关键影响参数。形成了充填固结体整体稳定性控制技术与方法。首次将岩层破裂产生的震动场探测与覆岩应力场及地表沉降观测相结合，实现了实时联合监测，取得了丰富的实测成果。系统分析了超高水材料大采高长壁袋式充填开采顶底板破裂特征、采场矿压显现、充填体承载特性及其稳定性；揭示了"井下开采与充填参数"与"顶板破裂动态与地表沉陷规律"的多参量相关关系，实现了"一张图"多参量对比及覆岩沉降预测功能；得出了超高水材料袋式充填开采地表下沉量与采高无关、垮落法开采覆岩下沉系数不适合预计超高水材料袋式充填开采地表下沉量的新认识；通过工程探查、充填体承载监测、等效采高理论验证，证实了超高水材料充填固结体的不可压缩性和整体稳定性。