结构充填开采基础理论与地下空间利用构想

论文摘要

为应对充填采煤面临的成本逐渐增高、效率相对低下、地下空间资源被大量浪费等挑战,提出了结构充填开采思想。结构充填是一种充填率低、结构稳定性强、充填效果好的充填开采,其目标为:高效利用矿区固废资源、降低充填成本,改进充填材料与工艺、提高充填效率,合理进行采充规划、实现对地下开采空间的再利用。结构充填的设计原则为:直接顶不发生破断且变形量在允许范围内、充填体抗压强度足够大且能长期稳定承载。根据此原则确定了结构充填的关键位置为:特殊地质构造区、围岩应力集中区、直接顶最大受力处、直接顶最大变形处和充填体自身薄弱点等。结构充填的关键技术主要包括:通过优化煤矸石骨料形态与颗粒级配、研发新型低成本胶凝材料、开发新型外加剂、发展多种替代原材料等手段进一步开发新型固废充填材料;通过构建不同形态高强结构充填体和直接顶自承结构构建"充填体-直接顶"复合承载结构;通过研发智能化充填材料制备系统、可视化充填料浆输送系统、独立式充填体构筑系统、移动式充填材料浇注系统、立体化充填效果监测系统构建井下一体化结构充填系统。基于"三下"压煤资源的开采需求,在结构充填开采思想的引领下,提出了在城市下建设地下综合体、在村镇与农田下建设地下农业基地、在铁路（公路）与水体下建设地下储库等构想。

论文目录

• 1 煤矿充填开采发展面临的挑战
• 2 结构充填开采基础理论
•   2.1 结构充填开采的概念
•   2.2 结构充填开采关键位置确定
•   2.3 结构充填的目标
• 3 结构充填开采关键技术
•   3.1 新型固废充填材料的开发
•   3.2“充填体-直接顶”复合承载结构的构建
•   3.3 井下一体化结构充填系统的研发
• 4 压煤资源开采地下空间利用构想
•   4.1 城市下压煤结构充填开采建设地下综合体
•   4.2 村镇、农田下压煤结构充填开采建设地下农业基地
•   4.3 铁路 （公路） 、水体下压煤结构充填开采建设地下储库
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 冯国瑞,杜献杰,郭育霞,戚庭野,王泽华,李庆东,李化运,康立勋

关键词: 结构充填开采,固废资源化,地下空间再利用,充填体直接顶复合承载结构,三下压煤资源

来源: 煤炭学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 太原理工大学矿业工程学院

基金: 国家自然科学基金——山西煤基低碳联合基金重点资助项目(U1710258),国家自然科学基金资助项目(51574172),山西省科技创新重点团队资助项目

分类号: TD823.7

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.1598

页码: 74-84

总页数: 11

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