厚煤层巷内预置充填带无煤柱开采技术.pdf

第 2 9卷第 4期 2 0 1 0年 4月 岩石力学与工程学报 C h i n e s e J o u r n a l o f R o c k Me c h a n i c s a n d E n g i n e e r i n g Vb 1 ． 2 9 N0 ． 4 A pr i l ， 2 0 1 0 厚煤层巷内预置充填带无煤柱开采技术 马立强 2 张东升 ，王红胜 ～，李永升 1 ．中国矿业大学 矿业工程学院，江苏 徐州2 2 1 0 0 8 ；2 ．中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏 徐州2 2 1 0 0 8 3 ． 枣庄矿业集团有限责任公司 高庄煤矿，山东 微山2 7 7 6 0 5 摘要为减少厚煤层开采的区段煤柱损失，提出巷内预置充填带无煤柱开采技术，即在上区段回采工作面前方的 运输平巷 内，紧靠下一区段 的巷 帮煤壁 ，预置一条矸石混凝土巷 内充填带 ，下区段回风平巷掘进 时，沿预置的充 填带进行掘进，实现厚煤层工作面无煤柱开采，用预置充填带把上下 2个区段问应留设的区段煤柱置换出来。若 上区段运输平巷为普通断面，如要实施此项新技术，首先，对上区段运输平巷靠近下区段工作面侧的煤壁，实施 扩帮和支护；然后 ，在工作面前方扩帮位 置处紧靠煤壁实施充填 ，预置巷 内充填带 。此项技术 的关键是巷 内充填 材料的选择与配比，在保证充填体和巷道围岩稳定性的前提下，要尽可能减小充填体的宽度。充填材料选用的是 以矸石渣 为主辅 以少量水泥 、河沙加水混合而成的胶结体，水泥 、河沙、矸石渣按 1 1 4 7质量 比例进行配 比。 现场工业性试验表 明，该项技术 的应用是成功而有效的，可实现 厚煤层无煤柱开采 ，提高煤炭资源采 出率 ，该成 果已取得明显的经济效益。 关键词采矿工程；厚煤层；巷内充填；无煤柱开采技术 中圈分类号T D 3 2 文献标识码A 文章缩号1 0 0 0 6 9 1 5 2 0 1 0 o 40 6 7 4 0 7 MI NI NG T E CHNI QUE WI T H P RE S ET P ACⅪ NG BoDY I N RoADⅥ，A Y F oR THI CK CoAL SEAM W I THoUT CoAL PI LLARS M A Li q i a n g ’ 。 ， ZHANG Do n gs he ng 。 。 ， W ANG Ho n g s he n g ’ ， LI Yo n gs he n g3 f 1 ． S c h o o l o f Mi n e s ，C h i n a U n i v e r s i ty o f Mi n i n ga n dT e c h n o l o g y ，X u z h o u ，J ia n g s u 2 2 1 0 0 8 ，C h i n a ；2 ． S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f C o a l R e s o u r c e s a n dS a f e Mi n i n g ，C h i n a U n i v e r s i ty o f Mi n i n g a n dT e c h n o l o gy，X u z h o u ，J i a n g s u 2 2 1 0 0 8 ，C h i n a ； 3 ． G a o z h u a n g C o a l Mi n e ，Z a o z h u a n gMi n i n g G r o u pL t d ． ，W e h a n ，S h a n d o n g 2 7 7 6 0 5 ，C h i n a Ab s t r a c t T o d e c r e a s e t h e l o s s o f c o a l p i l l a r f o r t h i c k c o a l s e a m， a n e w t e c h n i q u e wi t h p r e s e t p a c k i n g b o d y f o r t h i c k c o a l s e a m wi t h o u t c o a l p i l l a r s i s p u t f o r ward b a s e d o n t h e a n a l y s i s o f r e a s o n a b l e mo d e l o f s u r r o u n d i n g r o c k s t r u c t u r e ． T h e a c t u a l s t e p s for mi n i n g a r e 1 t h e e n t r y i n p a c k i n g s h o u l d b e p r e s e t a h e a d o f the c o a l f a c e ， wh i c h i s n e ar b y t h e c o a l wa l l o f t h e n e x t c o a l f a c e ；a n d 2 t h e g o b s i d e e n t r y o f t h e n e x t c o a l f a c e i s d r i v e n a l o n g the p a c k i n g b o d y wi t h o u t c o a l p i l l a r s ． I f t h e n e w t e c h n i q u e i s a p p l i e d f o r a n o l d e n t r y ，wh i c h i s e x c a v a t e d wi th n o r ma l c r o s s - s e c t i o ns ， the c o a l wa l l o f t h e ne x t c oa l f a c e s h o ul d b e e nl arg e d a n d s u p po r t e d a l s o b y c a bl e t a h e a d o f the c o a l f a c e ． Th e k e y t e c h n i q u e i s t h e ma t e r i a l s c h o s e n a n d t h e i r mi x t u r e r a t i o s o f t h e p a c k i n g b o d y t o g u ara n t e e the s t a b i l i t y o f p a c k i n g b o d y，a n d a l s o t h e e n t r y s u r r o un d i n g r o c k u n d e r t h e p r e mi s e o f mi n i mi z i n g t h e wi d t h o f p a c k i n g b o d y ． Th e s e l e c t e d fil l i n g ma t e r i a l i s ma i n l y s u p p o r t e d b y a s ma l l a mo un t o f wa s t e r o c k s l a g c e me n t ，s an d c e me n t mi x t u r e o f wa t e r b o d y ， c e me n t ， s a n d ， s l a g wa s t e r o c k a c c o r d i n g t o t h e we i g h t i n p r o p o r t i o n t o t h e r a t i o 1 1 4 ． 7 ． Th e r e s u l t s o f i n d u s t ria l t e s t a n d fi e l d me a s u r e me n t s h o w t h a t t h e t e c h n i q u e i s s u c c e s s f u l ； a n d i t c a r l b e a p p l i e d t o t h i c k c o a l s e a m wi t h s i mi l a r c o nd i t i o ns ． M e a n t i me， i t c a n e n ha nc e t h e r e c o v e r y r a t e o f c o a l r e s o ur c e s 收麓 日期I 2 0 0 91 0 2 4 ；修回 日期l 2 0 0 9～1 2 2 3 基金项目l国家 自然科学基金青年基金资助项 目 5 0 9 0 4 0 6 3 ；中国矿业大学青年科研基金资助项 目 2 0 0 8 A 0 0 3 ；中国矿 业大学煤炭资源与安全开采国 家重点实验室 2 0 0 7年开放基金资助项 目 0 7 KF 0 9 作者筒介t马立强 1 9 7 9一 ，男，博士，2 0 0 1 年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现任副教授，主要从事开采方法及矿山压力与岩层控制等方面的 教学与研究工作。E ma i l h o r s e ma 1 7 5 1 6 3 ． c o rn 第 2 9卷第 4期 马立 强，等．厚煤层巷 内预置充填带无煤柱开采技术 6 7 5 a nd t he e c o n o m i c e ffi c i e nc y ． Ke y wo r ds - m i n i n g e n g i ne e r i ng t hi c k c o a l s e a m ； e n t r y i n p a c ki ng； mi n i n g t e c h ni q u e wi t h o ut c o a l pi l l a r 1 引 言 目前，全 国大部分矿 区采 带 区的工作面之 间 都留设煤柱， 目的是为了防止 生产 或准备 工作面 与相邻采空区通透漏风而引起 自然发火 ，同时也兼 顾了工作面矿山压力的影 响。为减少工作面间的区 段煤柱损失，煤炭科研工作者在研究工作面矿压显 现规律的基础上，提出了沿空掘巷和沿空留巷技术。 沿空掘巷技术可分为完全沿空掘巷 不留煤柱 和留窄煤柱沿空掘巷。由于采空区的水和瓦斯及其 冒落的矸石会对巷道的正常掘进构成危险，而且给 掘进通风造成一定影响，因此一般不采用完全沿空 掘而采用留设 3 ～6 m 宽的窄煤柱护巷。 这仍存在着 煤炭资源损失问题 约损失 2 ％以上 ，而且煤柱在采 空区被压酥，甚至压碎 ，极易造成采空区煤柱 自然 发火，对安全生产构成威胁l J 4 J 。随着厚煤层 我国 厚煤层储量丰富，其中国有重点煤矿厚煤层储量 占 4 4 ％1 回采工作面对通风量的需求增大，回采巷道断 面需要不断增大，受矿 山压力的影响也愈大，留设 窄煤柱 的弊端愈加明显 。孟金锁 J 提 出了综放 “ 原 位 ”沿空掘巷的新概念 ，可以实现厚煤层无煤柱开 采，遗憾的是迄今未见成功的现场工业应用报道。 沿 空留巷技术可分 为巷旁充填和巷 内充填 2 种 ，传统的巷旁充填带存在支护 阻力、可缩性等力 学性能与沿空留巷围岩变形不相适应和密闭性能差 等缺点，不利于巷道维护和防止采空区漏风与 自然 发火 。因此 ，长期以来我 国沿空留巷技术基本上只 是应用在条件较好的薄及 中厚煤层，条件 困难或厚 煤层中难 以发展沿空留巷 ，多采用 窄煤柱沿空掘巷 技术。 近年来，随着高强锚杆支护技术和充填工艺的 完善 ，煤矿井下巷道锚杆支护技术和充填技术已基 本取得成功，克服 了传统巷内支护难适应大变形及 充填体无初撑力等缺点，非常有利于顶板的稳定。 基于此 ，张东升等_6 一J 提 出并实施 了综放巷 内充填 原位沿空留巷技术 ，可实现厚煤层无煤柱开采 ，且 充填带受运输平巷 内原有支护的保护。但受井下回 采空间的制约，上区段运输平巷 此巷要维护好 ，留 作下区段的回风平巷 内的充填带布置在靠近上 区 段工作面采空区一侧 ，故只能在上区段工作面的后 方进行充填施工 ，如 图 1 a 所示。施工空间维护及 施工组织较 困难 ，安全隐患较大 ，关键是在充填过 程中要妨碍上区段工作面 的正常生产 ，影响高产高 效 。 上区段 运输平巷 巷内充填体 a 原位沿空留巷 b 预置充填带 图 1 原位沿 空留巷与预置 充填带无煤柱 开采方法对 比 Fi g． 1 Compa r i s on o f mi n i n g t e c hni qu e wi t h p r e s e t pa c k i n g b o d y wi t h o u t c o a l p i l l a r s a n d t h e e n t r y r e t a i n i n g f o r n e xt e o a l f a c e 针对厚煤层工作面如何采出区段煤柱的难题 ， 为克服上述弊端，本文提出巷 内预置充填带无煤柱 开采技术。就是在厚煤层上区段 回采工作面前方的 运输平巷内，紧靠下一区段回风平巷 的巷帮预置一 条巷 内充填带 充填与回采可 以互不影响 ，如图 1 b 所示。下区段回风平巷掘进时，沿预置的充填带进 行掘进，不再留设煤柱，实现厚煤层无煤柱开采。 该技术既不 同于完全沿空掘巷技术也不同于沿空留 巷技术，从本质上说是综合了沿空掘巷和沿空留巷 技术特点的一种新技术。 2 预置充填带无煤柱开采技术 2 ． 1 技术步骤 技术步骤如下 1 在布置上区段工作面时，就 将其运输平巷按大断面进行开掘 要预留出巷 内充 填带的宽度 ，并采用锚杆 索 进行支护 见图 2 a 。 2 在上 区段回采工作面前方的运输平巷 内，靠近 下一区段回风平巷的巷帮沿运输平巷预置一条巷 内 充填带 不影响上区段工作面的正常生产 见图2 1 。 3 回采上区段工作面 见图 2 c 。 4 下区段 回采 岩石力学与工程学报 2 0 1 0 d 图 2 巷 内预置充填带无煤柱开采技术步骤 F i g ． 2 P r o c e s s o f mi n i n g t e c h n i q u e wi t h p r e s e t p a c k i n g b o d y wi t h o u t c o a l p i l l a r s 工作面的回风平巷掘进时，直接紧沿预置的充填带 进行掘进，与上区段之问不再留设煤柱 见图 2 d 。 若上区段运输平巷为普通断面，如要实施此项 新技术，需要对该平巷的下一工作面侧煤壁，实施扩 帮与支护，再在扩帮位置处紧靠煤壁实施巷内充填。 2 ． 2 围岩结构 的稳定性分析 1 工作面矿压显现的一般规律 工作面开采过程中，上覆岩层具有明显的依次 向上发展的分层组合运动特征，这种运动往往是受 上覆岩层中一层或几层力学性能好 的坚硬岩层f 关 键层 所控制的顶板断裂，是以板的方式进行的，由 下 向上板的面积逐渐减小，到达一定高度后岩层形 成一类拱 “ 大结构” ，该结构以两侧煤岩体为支承点， 其上部载荷并不直接施加于采场，而是通过两侧 的 支承点传递到采场两侧 一1 。 2 关键块的稳定性 当上区段回采时，随着工作面的不断往前推进， 在其侧向与下工作面连接处，紧靠煤层上方的直接 项会垮落，而基本项f 亚关键层 则断裂在侧向煤层 深部 支承在下区段煤壁中 ，形成弧三角形板 关键 块 B，见图 3 。 运用采动岩体关键层理论 ，建立 了厚煤层预置 充填带无煤柱开采 围岩结构力学模型示意图 。 。 ， 如图4所示。 下区段工作面 关键 层 A 上区段工作面 关键块 B 关键块 C 下区段回风平巷 上区段运输平巷 下区段开切眼 ＼ ／ 上区段开切眼 图 3 工作面上 方基本顶破断状况 平面 F i g ． 3 B r e a k a g e o f ma i n r o o f i n t o p o f w o r k i n g f a c e p l a n a 围岩结构 煤层底板 b 底 板应力 分步 状况 图 4 预置充填带无煤柱开采围岩结构力学模型及底板应力 状况倍0 面 【 。 。 】 F i g．4 M e c h a n i c a l mo d e l c o n t r a s t b e t we e n c o a l p i l l ar l a y o u t wi t ho u t c oa l pi l l ars a n d s t r e s s d i s tri b ut i o n o n t he fl o o r p r o fi l e I ’ 。 】 关键块 B 关键层破断后为关键块 回转下沉后 在采空区触矸，在给定下沉量的条件下，其下部的 矸石和充填体将对其形成强大的支撑作用。同时， 该块还将受到关键层 A、关键块 C的夹持，且其周 围均受到相临岩块 的水平推力作用 见图 3 ，4 。因 此，关键块 B的稳定性是很好的，可形成稳定的力 学平衡 “ 小结构” ，其稳定性服从 S - R s l i d i n g ． r o t a t i o n 稳定性原理【 ⋯。该结构受下区段工作面第二次采 动影响时，虽然其上的载荷在不断增加，块体间的 受力情况要发生一定的变化，但仍然能保持动态平 衡状 态 ’ l O l 。 第 2 9卷第 4期 马立 强，等． 厚煤层 巷 内预置充填带无煤柱开采技术 6 7 7 3 1巷 内充填的可行性及其稳定性 上区段工作面开采后，其覆岩 “ 大结构 ”承担 了采场上方大部分岩层的质量，“ 小结构 ”主要承担 其上覆岩层 中部分岩体的质 量，具体是指采场 “ 大 结构”之下垮落岩层的质量。基于本技术 的巷 内充 填带布置在此两重结构保护之下的减压区内，在理 论上具有可行性 。 此外 ，在进行巷 内充填之前 ，对巷道项板 包括 充填体上方的项煤 实施了锚杆 索 支护，可使巷道 围岩形成一个相互作用的统一锚 固体承载结构，使 充填体能将支撑 阻力传递给直接顶 ，可有效保证充 填体与包括其顶煤在内的巷道围岩的稳定性 J 。 2 ． 3 技术关键 预置充填带越宽，下区段回采巷道巷道就越靠 近侧向支承压力峰值，巷道 围岩和充填体所受影响 也就越大 J ，这取决于充填体参数的合理确定， 故此项技术 的关键是巷 内充填材料选择与配比的确 定，在保持充填体稳定性的前提下 ，要使充填体宽 度 尽可 能 小些 。 3 工程实例 3 ． 1 采矿技术条件 枣庄矿业集团有限责任公司高庄煤矿西五采区 的 3 上 5 0 7与 3 上 5 0 9工作面主采 3 上 煤层，煤层厚度 为 4 ． 5 ～6 ． 2 m，平均为 5 ． 5 m，煤层倾角为 1 5 。 ～3 1 。 ， 平均为 1 9 。 ，煤层密度为 1 ． 3 5 t ／ m3 。伪顶为泥岩，厚 度为 0 ． 4 m；直接顶为中、细砂岩，厚度为 1 0 ． 3 m； 老顶为粗 、中砂岩，厚度超过 1 5 m。3 上5 0 7工作 面采用综采放顶煤工艺，3 上5 0 9工作面采用大采高 综采工艺。两工作面回采巷道及切眼均沿 3上 煤层底 板掘进 ，并采用锚网梯支护方式。 3 ． 2 充填材料选择及配比 为了确保充填带抗压强度 ，充填体强度等级大 于煤层硬度，要求矸石混凝土充填带 2 8 h抗压强度 应达到 C l 8强度等级，能满足矿压显现规律和巷道 变形特性要求，具有 良好的承载特性和变形性能。 充填材料选用 的是 以矸石渣 为主辅 以少量水 泥、河沙加水混合而成 的胶结体，属于混凝土系列 中的轻骨料品种。由于矸石混凝土充填时，搅拌料 采用混凝土输送泵输送 ，要求其不变型、不分散。 泵送时要不阻塞、不离析、黏塑性不损 失、泌水率 低 。速凝强度能满足矿压显现规律和巷道变形特性 要求，且要具备 良好 的承载性和一定的柔韧性。 通过多次泵送试验和力学测试 ， 最终确定水泥、 河沙、矸石渣的质量配比为 1 1 4 ． 7 ，即每立方米 充填体需水泥 0 ． 2 t 、河沙 0 ． 2 t 、洗矸 0 ． 9 4 t 。 3 ． 3 充填带结构及规格 为了保持巷道顶板的完整，以及减少顶板下沉 量，要求预置充填带具有一定的支护阻力 。但一般 来说，充填体不能完全阻止上覆岩层 块 的旋转下 沉，必须具有一定的可缩量，以减小对充填体的压 力。即从抗压强度上可 以实现较大范围的调节 ，在 变形性能上呈现塑性特征，避免充填体突然性 的破 坏 [ ’ 。 根据该巷深度 、附近巷道矿压显现情况、充填 带凝固时间、工作面运输平巷长度 、断面尺寸和矿 压对充填带的影响。在对充填体材料进行力学测试 的基础上，采用离散元软件， 分别对 2 ． 0 ，1 ． 6 ，1 ． 2 m 宽度 的充填体进行 了试算【 1 酬 。3上5 0 9回风平巷在 2 ． 0 m充填带的支撑下 ， 结构完好 ， 充填带最大垂直 位移为 1 2 mm，充填带两侧最大水平位移不足 1 0 mm；沿空巷道两帮贴进量为 1 4 m m。将充填带宽 度减至 1 ． 6 m后 ，充填带最大垂直位移变为 1 4 m m， 充填带左右两侧最大水平位移 为 1 2 mm，巷道两帮 贴进量达 2 6 mm，如 图 5所示 。当将充填带宽度减 至 1 ． 2 m后，充填带和巷道变形严重，充填体最大 压缩下沉量达 0 ． 6 2 5 m，充填带左右两侧最大水平位 移 为 0 ． 6 1 4 m。 宕 g 量 a 左 侧 b 右 侧 图 5 充填体两侧帮水平位移 充填宽度 1 ． 6 m Fi g ． 5 Ho r i z o n t a l d i s p l a c e me n t s o f b o t h s i d e s o f p a c k i n g b o d y s i d e fi l l i n g wi d t h i s 1 ． 6 m 结合现 场 的实 际生产现 状 ，确定充填 带高 以 3 上5 0 7运输平巷项板为界，下到煤层底板岩石 见 图 6 。充填体高度为 4 m，宽度为 1 ． 6m。预置充填 2 8 4 0 4 2 8 4 0 4 6 7 8 岩石力学与工程学报 2 0 1 0钲 体的主要参数如表 1 所示。 图 6 预置充填带布置 Fi g ． 6 L a y o u t o f t h e p r e s e t p a c k i n g b o d y 表 1 充填体的主要参数 T a b l e 1 M a i n p a r a me t e r s o f p a c k i n g b o d y 3 ． 4 实施方案 3 ． 4 ． 1 3 上 5 0 7工作面运输平巷扩帮 3 上 5 0 7 工作面运输平巷 内的扩帮工作在回采工 作面的前方进行，其断面在运输平巷 已掘设计断面 的基础上 ，按设计充填带宽度 向 3 上 5 0 9工作面一侧 扩刷 1 ． 6 r n 。巷道扩刷后，顶板打锚网梯索，扩刷帮 侧采用竹锚杆，支护参数与巷 内原参数一致，在充 填带的外侧设支柱 ，间距 1 m，随扩刷随打。 3 ． 4 ． 2充填带施工 扩帮后，在 3 上 5 0 7工作面运输平巷 内扩出的位 置处紧靠下帮侧 3 上 5 0 9工作面侧 布置充填带。充填 带由下向上分段施工，首先充填 3 上 5 0 7工作面运输 平巷底板以下的卧底部分 ，再沿设计的充填带的外 侧支设模板，充填底板以上的部分，充填带效果如 图 7 所示。 3 ． 4 ． 3 3 上 5 0 9工作面回风平巷掘进与支护 在 3 a 5 0 7工作面运输平巷内完成矸石渣混凝土 a 施工中的充填带 b 固定模板拆卸前的充填体效果 图 7 充填带效果 3 5 0 7工作面运输平巷 F i g ． 7 P a c k i n g b o d y a n d i t s e ff e c t o n t h e 3 u p 5 0 7 s e r v i c e r o a d wa y 充填带施工后 ，3 上 5 0 9工作面回风平巷紧沿此预置 的充填带进行掘进 。 3 上 5 0 9工作面回风平巷断面形状为矩形，顶部 第 2 9 卷第 4期 马立强，等．厚煤层巷 内预置充填带无煤柱 开采技术 6 7 9 螺纹钢锚杆规格为 0 mmx 2 2 0 0 r n m，间排距 8 0 0 m i n x 8 0 0 mm，菱形网规格为 4 2 0 0 mmx 1 0 0 0 mm， 钢筋梯规格为 4 4 0 0 mmx 9 0 mi l l 。帮部普通金属锚 杆规格为 1 6 mmx 1 6 5 0 mm，间排距 8 0 0 mmx 8 0 0 mm，菱形 网规格为 3 5 0 0 mm 1 0 0 0 mm。顶部锚 索采用三花布置，打锚索处锚索可以代替螺纹锚杆 。 锚索为 7 股 1 5 ． 2 mm 的高强度钢绞线，托盘采用 1 2 槽钢加工 ，长度 2 5 0 mm，垫板为 8 mm钢板 ，规格 5 0 mm 5 0 mm 。 3 ． 5 实施效果 3 E 5 0 7 工作面和 3 上 5 0 9 工作面 已正常回采结束。 从 3 上5 0 9工作面回风平巷沿充填带掘进 的情况看， 充填体除见到一处从巷道顶板到底板出现的微小裂 缝外，其余部分基本完好 ，如图 8所示。 a 整体效果 b 局部放大 图 8 充填带效果 3 5 0 9工作面回风平巷 Fi g ． 8 P a c k i n g b o d y a n d i t s e ffe c t o n t h e 3 p 5 0 9 wo r k i n g f a c e a i r - r e tur n e nt r y 在 3 上 5 0 9工作面回采期间对充填体进行了压力 测试，结果表明，其平均抗压强度约 1 9 ． 2 MP a ，满 足强度要求。在 3上 5 0 9工作面大采高工作面生产过 程中，巷道围岩和充填体几乎没有 明显变形。矸石 渣混凝土墙经受住了 2次采动影响，完全优于传统 窄煤柱的支护效果，保证了工作面的正常开采。实践 证明，厚煤层巷内预置充填带无煤柱开采技术取了 成 功 。 3 ． 6 技术经济效益分析 巷 内预置充填带无煤柱开采技术减少了煤炭资 源损失，延长了矿井服务年限，大大减少了煤矿 自 然发火事故，且充分利用了矿业 “ 三废 ”中的矸石， 促进 了矿业废品的循环利用 ，并取得 了较明显的经 济效益 。 1 充填投入费用 巷 内充填带费用包括设备及安装费用 3 6 ． 0 8 万元 ；扩刷及充填费用 3 1 0 ． 4 1万元；总计 3 4 6 ． 4 9 万元 。 2 充填带置换出的煤柱价值 采用传统技术至少需要留设 3 1 T I 宽区段煤柱， 采用本技术后，充填带设计宽度为 1 ． 6 m，高 4 n l ， 大采高工作面的原煤回收率按 9 6 ％考虑 ，则充填带 置换出的煤为 1 8 ． 6 2 t ／ m。 充填带置换出的煤柱价值 E 2 1 0 。 。。 Z S P1 1 式中 E 为煤柱回收增加 的经济效益 万元 ； z为每 米充填带共置换的原煤质量 t ／ m ；S为工作面推进 长度 ，取 1 1 7 9 ． 5 m；P1 为原煤价格 ，取 5 2 5元／ t 。 由此 可得 ，E 2 1 1 5 2 ． 9 7万元 。 3 总效益 3 上 5 0 9与 3 上 5 0 7厚煤层综采 放 工作面巷 内预 置充填带无煤柱开采的经济效益为 8 0 6 ． 4 8万元 。 4 结论 1 与沿空掘巷技术相 比，巷 内预置充填带无 煤柱开采新技术克服 了传统区段问留设窄煤柱护巷 或完全沿空掘巷的弊端，提高 了煤炭资源回收率 。 与沿空留巷无煤柱开采技术相 比，巷 内预 置充填带无煤柱开采技术虽然需要多掘 出一条下区 段回风平巷，但其不影响上区段工作面的正常回采， 且不在采空区后方施工，安全性较高，施工组织较 简单 。 3 充填材料的选择 、配 比及规格设计是合理 的，满足充填体及巷道围岩的稳定性要求，在现场 的应用是成功而有效的，实现 了厚煤层无煤柱开采。 该项技术不但可以应用于厚煤层，还可应用于薄及 中厚煤层 。 参考文献 R e f e r e n c e s 【 1 ] 王卫军，冯涛，侯朝炯，等．沿空掘巷实体煤帮应力分布与围 岩损伤关系分析【J J ． 岩石力学与工程学报，2 0 0 2 ，2 1 1 5 9 0 6 8 0 岩石力学与工程学报 2 0 1 0 正 1 5 9 3 ． W AN G We ij u n ，F E NG T a o ， HO U C h a o j i o n g ，e t a1． A n a l y s i s o ft h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n s t r e s s d i s t r i b u t i o n o n i n t e g r a t e c o a l b e s i d e r o a d w a y d r i v i n g a l o n g n e x t g o a f a n d d a m a g e o f s u r r o u n d i n g r o c k s [ J ] ． Ch i n e s e J o u r n a l o f Ro c k Me c h a n i c s a n d En g i n e e r ing ，2 0 0 2 ，2 1 1 1 1 1 5 9 01 5 9 3 ． i n C hin e s e 【 2 】2 陈炎光，陆士 良．中国煤矿巷道围岩控制[ M】 ．徐州中国矿业大 学出版社，1 9 9 4 ． C H E N Y ang u a n g ， L U S h i l i a n g ． C h ina s c o a l mi n e s s u r r o u n d in g r o c k con t r o l [ M] ． X u z h o u C h i n a U n iv e r s i ty o f Min i n g a n d T e c h n o l o g y P r e s s ， 1 9 9 4 ． i n C h in e s e [ 3 ] 柏建彪．沿空掘巷围岩控制[ M】 ． 徐州 中国矿业大学出版社， 2 0 0 6 B A I J i a n b i a o ． S u r r o u n d in g r o c k c o n t r o l o f e n tr y d r i v e n a l o n g g o a q M] ． X u z h o u C h i n a Uni v e r s i t y o f Mi n i n g a n d T e c h n o l o g y P r e s s ， 2 0 0 6 ． i n C h in e s e [4 】 李学华，姚强岭，丁效雷．窄煤柱沿空掘巷围岩稳定原理与技术【 J J ． 煤矿支护， 2 0 0 8 ， 2 1 9 ． L I x u e h u a ， Y A O Q i a n g l in g ， D I NG Xi a o l e i ． An al ys is o f k e y b l o c k i n t h e s t r u c t u r e o f V o u s s o ir b e a m i n l o n g wa l l mi n i n g [ J]． J o u r n a l o f C o a l mi n e S u p p o r t ， 2 0 0 8 ， 2 1 9 ． in C h i n e s e [ 5 】 孟金锁． 综放开采“ 原位” 沿空掘巷探讨[ J ] l 岩石力学与工程学报， 1 9 9 9 ， 1 8 2 2 0 5 2 0 8 ． ME N G J i n s u o ． S md y o f d r i v i n g g a t e r o a d o n “ o ri g i n a l s i t e ” i n f u l l y - me c h a n i z e d t o p c o a l c a v i n g mi n i n g [ J ] ． C hin e s e J o u r n a l o f Ro c k M e c h a n i c s an d E n g i n e e ri n g， 1 9 9 9， 1 8 2 2 0 5 2 0 8 ． i n C h i n e s e [ 6 】6 张东升，马立强，缪协兴，等．综放巷 内充填原位沿空 留巷技 术【 J 】 ． 岩石力学与工程学报，2 0 0 5 ，2 4 7 1 1 6 41 1 6 8 ． Z H A NG Do n g s h e n g ， MA L i q i a n g，MI AO Xie x i n g，e t a 1 ．Th e t e c hn i q u e o f g o b s i d e e n Wy r e t a i nin g wi t h e n tr y - i n p a c k i n g o n it s o r i g i n a l p o s i t i o n i n f u l ly m ech a n i z e d c o al f a c e with t o p c o a l c a v i n g [ J ] ．C h i n e s e J o u r n a l o f R o c kMe