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| 1 | 井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术显示文摘在总结综合机械化固体充填采煤技术研究进展的基础上,提出实施煤矸井下分离的现实需求与意义,并着重综述了煤矸选择性破坏法、重介质选煤法、动筛跳汰法等常用井下煤矸分离方法的技术原理、系统及关键装备,提出了井下煤矸分离与固体充填采煤系统设计的基本原理。结合唐山煤矿存在'三下'压煤开采、矿区环境保护以及煤矸井下分离的工程案例,介绍了该矿'采煤→煤矸分离→矸石充填→采煤'闭合循环的采分充采一体化开采技术的基本原理、分离与充填系统设计及实际工程应用效果。研究表明:井下煤矸分离与矸石充填技术的有机结合可实现矸石减排、井下洗选以及地表沉陷控制,是实现绿色开采的重要途径。 | 缪协兴 张吉雄 | 2014 | 煤炭学报2014，39，8： | 84 |
| 2 | 条带煤柱膏体充填开采覆岩结构模型及运动规律显示文摘以岱庄煤矿2351膏体充填工作面为例,研究了条带煤柱膏体充填开采覆岩时空结构模型及运动规律。结果表明:随着工作面的推进,覆岩由'C'型空间结构逐渐转化成不等高支撑的铰接岩梁;工作面的直接顶板即为基本顶,初次来压步距33.6 m,前4次周期来压步距分别为18.3、8.8、13.7、9.0 m;覆岩重力主要作用在工作面前方煤壁和充填膏体上,顶板超前应力和影响范围较小,主要影响范围小于15 m;2351工作面在现行工艺技术条件下,最大合理控顶距为8.8 m,充填支架合理工作阻力为27 MPa、合理初撑力为21 MPa。 | 陈绍杰 郭惟嘉 周辉 温国惠 | 2011 | 煤炭学报2011，36，7： | 70 |
| 3 | 充填体压实率对综合机械化固体充填采煤岩层移动控制作用分析显示文摘以地面矸石、粉煤灰、黄土等固体废弃物为充填材料的综合机械化固体充填采煤技术为'三下'压煤的安全高效回收创造了条件。结合现场地质条件并根据等价采高的概念,分析了不同矸石与粉煤灰充填体压实率对等价采高的影响规律;并通过数值模拟分析了矸石与粉煤灰充填体不同压实率条件下对综合机械化固体充填采煤岩层移动控制与地表沉陷的控制作用,提出了保持地表沉陷在允许范围之内的充填体压实率为15%;最后通过工程实践得出综合机械化固体充填采煤技术工作面的岩层移动及地表沉陷控制效果良好,基本没有影响到地表的建筑和设施的正常使用,研究成果可为综合机械化固体充填采煤技术的有效实施提供技术参考。 | 黄艳利 张吉雄 张强 聂守江 安百富 | 2012 | 采矿与安全工程学报2012，29，2： | 80 |
| 4 | 密实充填采煤沿空留巷巷旁支护体合理宽度研究显示文摘基于固体密实充填采煤的覆岩移动规律,分析了沿空留巷围岩变形特征及巷旁支护体的作用机理,得出夯实机构夯实充填体而传递来的侧压力是导致巷旁支护体失稳和变形的主要因素,据此建立了侧向压力与巷旁支护体稳定性力学模型,推导出巷旁支护体宽度计算公式。根据花园煤矿的具体条件,对不同宽度巷旁支护体的变形特征进行了数值模拟分析。结果表明,当支护体宽度大于2.5 m并采用锚带网联合支护加固后,侧压力引起的巷旁支护体变形可得到有效控制。现场工程实践证明该项技术成功有效,巷旁支护体稳定性力学模型及宽度计算公式合理。 | 张吉雄 姜海强 缪协兴 周楠 昝东峰 | 2013 | 采矿与安全工程学报2013，30，2： | 75 |
| 5 | Backfilling technology and strata behaviors in fully mechanized coal mining working face显示文摘Based on the principle of fully mechanized backfilling and coal mining technology and combined with the Xingtai Coal Mine conditions,we mainly optimized the coal mining equipment and adjusted the coal mining method in the Xingtai Coal Mine 7606 working face for implementation this technology.Firstly,we define the practical backfilling process as the ''(from backfilling scraper conveyor's) head to tail backfilling,step by step swinging up of the tamping arm,gradual compacting,moving formed backfilling scraper conveyor when the second tamping arm cannot pass and connecting the immediate roof by back material push front material movement''.Meanwhile,the stress changes of backfill body in coal mined out area was monitored by stress sensors,and the roof caving law was analyzed by monitoring the dynamic subsidence of à210 west roadway of this face.The site tests results show that using this new backfilling and coal mining integrated technology,the production capacity in the 7606 working face can reach to 283,000 ton a year,and 282,000 ton of solid materials(waste and fly ash) is backfilled,which meets the needs of high production and efficiency.The goaf was compactly backfilled with solid material and the strata behavior was quite desirable,with an actual maximum vertical stress of the backfill body of 5.5 MPa.Backfill body control the movement of overburden within a certain range,and there is no collapses of major areas in the overlying strata upon backfilled gob.The maximum subsidence and speed were 231 mm and 15.75 mm/d respectively,which proved the practical significance of this integrated technology. | Zhang Qiang Zhang Jixiong Huang Yanli Ju Feng | 2012 | International Journal of Mining Science and Technology2012，22，2： | 55 |
| 6 | 综合机械化固体充填采煤原位沿空留巷技术显示文摘针对综合机械化固体充填采煤原位沿空留巷的技术难点,在分析该条件下沿空留巷围岩结构力学模型的基础上,提出了综合机械化固体充填采煤巷旁充填原位沿空留巷的新技术。此项技术有3个关键方面:一是合理组织采煤、充填与留巷在时间与空间上的配合;二是针对原巷道设计合理可靠的支护形式,并保证采空区充填体的密实度;三是沿空留巷巷旁充填体的形式及锚杆、钢带、钢筋梯梁及金属网的组合加固方案设计。现场工业性试验表明,该技术条件下的沿空留巷巷道两帮位移最大46 mm,顶底板移近最大87 mm,采空区充填体与巷旁充填体共同控制了顶板活动,留巷维护效果良好。 | 黄艳利 张吉雄 张强 昝东峰 | 2011 | 煤炭学报2011，36，10： | 49 |
| 7 | 煤矿井下高浓度胶结充填开采技术显示文摘为有效控制煤层开采引起的地表移动,进一步提高煤炭资源采出率,结合煤矿充填开采现状,提出煤矿高浓度胶结充填开采方法。运用相似模拟方法,从上覆岩层的移动形式、超前支承压力的影响范围、工作面周期来压强度及合理支架工作阻力等多个方面,研究了高浓度胶结充填开采工作面的矿压显现规律。以此矿压显现规律为依据,设计出与之相适应的充填开采液压支架和隔离支架,使之能够在形成较大充填空间的同时,减小工作面充填前顶板下沉量。同时阐述了高浓度胶结充填工作面布置形式及充填基本工艺,实现采煤和充填材料凝固平行作业,有效提高了工作面充填效率。 | 杨宝贵 王俊涛 李永亮 李文超 李峥 | 2013 | 煤炭科学技术2013，41，8： | 34 |
| 8 | 固体密实充填采煤覆岩移动弹性地基薄板模型显示文摘固体充填采煤覆岩移动规律与传统垮落法开采相比发生了本质的变化,为准确地计算固体充填入采空区后上覆岩层的移动规律,在分析固体密实充填采煤覆岩移动特征的基础上,采用弹性地基薄板理论,建立了固体密实充填采煤充填体-基本顶力学模型,推导出了采场基本顶挠度、应力方程以及基本顶发生破断的临界条件,分析得出弹性地基系数是影响顶板移动变形的关键因素,并结合相关参数给出了基本顶最大下沉量和最大应力值随弹性地基系数的变化规律。平煤十二矿己15-13080充填采煤工作面工程实践结果表明:实测基本顶最大下沉值为347 mm,与理论计算结果相符。 | 李猛 张吉雄 姜海强 黄艳利 张强 | 2014 | 煤炭学报2014，39，12： | 29 |
| 9 | 综合机械化固体充填采煤自动控制研究与应用显示文摘为进一步提高充填采煤效率,保证固体充填质量的一致性,提出采用固体充填自动化技术,设计研发了固体充填自动化控制系统。给出了自动控制策略和方法,包括充填液压支架推力与密实充填率之间数学关系,充填体自由度对充填采煤工作的影响以及充填采煤的时空特性,深入剖析了自动化充填采煤与控制工作面顶板上覆岩层的运移规律。同时,系统中液压支架自动控制流程、传感器布控原理以及系统控制模式实现了现场工业应用。结果表明:充填效率和推进速度均提升49%左右,劳动强度和充填成本大幅下降,充填效果明显提高,有力推动了固体充填采煤的科学发展。 | 刘建功 毕锦明 赵利涛 谢国强 | 2016 | 煤炭科学技术2016，44，1： | 27 |
| 10 | 固体充填采煤液压支架合理夯实离顶距研究显示文摘固体充填采煤过程中充填采煤液压支架的夯实离顶距对充实率及充填作业效率的控制具有显著影响,揭示了支架本身结构干涉产生理论夯实离顶距以及现场充填工艺产生实际作业夯实离顶距的机理,分析了基于机构优化和基于不同充实率两种影响因素影响夯实离顶距设计的理论,提出了支架设计优劣的检验标准,即由夯实离顶距严格控制的充填作业累积量不小于充实率要求的需求量(V zjρ1≥V zρ2)。借助机械自动化仿真模拟软件Pro/E 5.0,仿真分析了特定充填采煤液压支架采高-夯实离顶距变化规律,最终通过充填作业累积量-充实率及充实率需求量-充实率曲线对该支架充实率保障区域进行划分,判断了机构优化的优劣程度及整体设计的合理性,最终形成一种以夯实离顶距为检验指标的支架设计合理性判断方法。 | 张强 张吉雄 吴晓刚 黄艳利 周楠 | 2013 | 煤炭学报2013，38，8： | 25 |
| 11 | 含水层下矸石充填提高开采上限方法与应用显示文摘基于矸石充填采煤控制采动裂隙高度发育的原理,采用FLAC3D数值模拟软件研究了矸石充填采煤导水裂隙带发育高度的变化规律,利用统计分析软件SPSS建立了基于采高与充实率的多元线性回归矸石充填采煤导水裂隙带发育高度计算模型,进而提出了含水层下矸石充填提高开采上限的确定方法。结果表明:在采高小于3.5 m,充实率达到85%条件下,开采上限可由-300 m提高至-255 m,多回采煤炭资源182.6万t。经五沟煤矿矸石充填采煤工作面试验,采用钻孔冲洗液漏失量监测法,得到实测导水裂隙带发育高度仅为10 m,与理论计算结果相吻合。 | 张吉雄 李猛 邓雪杰 李剑 | 2014 | 采矿与安全工程学报2014，31，2： | 25 |
| 12 | 充填回收房式煤柱采场煤柱稳定性分析显示文摘为了提供充填回收房式煤柱采场围岩稳定性分析的理论依据,采用理论分析和数学推导对充填体-煤柱共同支撑下的围岩力学结构进行了研究,发现煤柱区域弹性地基系数kp、充实率φ、顶板抗弯刚度EI、覆岩载荷q是影响煤柱稳定性的主要控制因素。基于弹性地基梁理论建立了顶板岩梁的挠度方程,提出了煤柱区域及充填体的弹性地基系数计算方法,推导出了充实率对煤柱受力、顶板下沉量、采场应力分布特征的计算方程组,并建立了煤柱稳定性的评价公式。 | 安百富 张吉雄 李猛 黄鹏 | 2016 | 采矿与安全工程学报2016，33，2： | 22 |
| 13 | 矸石充填与垮落法混合综采技术研究与实践显示文摘针对平煤十二矿己15突出煤层无合适煤层保护层、矸石无法地面排放及常规充填工作面无法满足矿井产能等工程难题,提出了岩层保护层卸压开采矸石充填与垮落法混合综采技术。研究了矸石充填与垮落法混合综采三大技术关键:混合综采系统构成、关键设备及混合综采工艺,得出了混合综采面充填段长度与充填高度的关系曲线,优化了混合综采面关键参数,基于数值模拟结果设计己15-31010混合综采面合理充填段和过渡段长度分别为120 m和6 m。工程实践表明,矸石充填与垮落法混合综采技术实现了岩层保护层排矸井下充填的同时兼顾充填工作面产量。 | 殷伟 缪协兴 张吉雄 张强 孙强 | 2016 | 采矿与安全工程学报2016，33，5： | 20 |
| 14 | 粒径级配对矸石压实变形特性影响研究显示文摘为研究矸石粒径级配对充填工作面充填体压实度的影响,以焦作九里山矿煤层顶板矸石,利用自制的矸石充填压缩模具进行不同粒径级配矸石压实试验,得到10种粒径级配的矸石应力-应变关系曲线,分析矸石粒径级配、轴向应力、含水率对矸石压实度的影响。结果表明:压缩矸石的应力-应变关系呈指数函数特征,矸石压缩过程分为三个阶段:速压密阶段、稳压密阶段、准压密阶段;矸石粒径对压实度影响较为明显,矸石的压实度与轴向应力呈对数函数关系;矸石的压实度与压缩率具有较好的相关性,采用泰波理论选取的最优方案压缩率比其他低,矸石的压实度相反;含水率为5.6%~5.8%时矸石压实度最优。 | 王文 李化敏 熊祖强 苏勇松 张鹏 | 2016 | 地下空间与工程学报2016，12，6： | 18 |
| 15 | 膏体置换煤柱充填体承载特性及工作面支护强度研究显示文摘以山东能源集团岱庄煤矿2351膏体充填置换条带煤柱工作面为例,对井下充填体承载特性及工作面支护强度进行了研究。在分析膏体充填开采顶板运动特征的基础上,建立了膏体充填开采顶板稳定性力学模型,推导出了膏体充填开采工作面支护强度力学关系式。结果表明:膏体的力学性质离散性较大,强度较高,弹性模量和泊松比偏低,在低围压下膏体即表现出典型的塑性强化特性。充填采场上覆岩层主要存在裂缝、离层和弯曲下沉,不存在垮落带。充填体上分布的垂直应力既不是大小相同的水平线,也不是类似于条带煤柱上的马鞍形分布,而呈现出波浪形分布,自充填完成至覆岩运动稳定,充填体受力未出现突变现象,是一个逐步增大并趋于稳定的过程。2351膏体充填工作面现选用的充填式液压支架虽可有效地控制顶板下沉,但未能发挥所选支架的效能,还可进行适当优化。 | 郭惟嘉 江宁 王海龙 陈绍杰 | 2016 | 采矿与安全工程学报2016，33，4： | 17 |
| 16 | 大采高工作面矸石充填开采技术效果分析显示文摘为准确评价大采高综合机械化矸石充填效果,采用理论分析、实验室试验与工程实践相结合的方法,以东坪煤矿建筑物下厚煤层资源回采为研究背景,确定了影响充填质量的评价因素,建立了大采高综合机械化矸石充填质量评价技术体系。研究结果表明:由充填开采岩层移动规律、影响充填质量的因素、质量检测参数、质量检测系统布置、质量检测评价手段等分系统组成的充填质量评价技术体系可以较准确评价充填质量,并在东坪煤矿成功进行了充填质量检测及评价,取得了显著的社会效益和经济效益,为类似条件村庄压煤采用矸石充填技术提供了指导和参考。 | 刘正和 赵通 杨录胜 弓培林 | 2015 | 煤炭科学技术2015，43，4： | 17 |
| 17 | 密实充填矿压显现时空演化规律研究显示文摘建立和分析密实充填矿压显现时空演化力学模型,运用相似材料模拟方法研究充填开采条件下的采场矿压显现时空演化规律,并以邢台某矿充填实践为工程实例进行分析验证。研究结果表明:顶板下沉活跃期间,充填体受力与充填步距和推进时间呈正相关;在充填开采物理模拟中,顶板测点应力普遍经历了应力升高-急剧卸压-缓慢升压再到稳定的过程,且工作面前方顶板应力峰值和煤柱受力随着充填步距的增加而增大;充填体受力随着工作面推进而不断增加至趋于稳定,稳定后的顶板应力和充填体受力均小于原岩应力;停采后静置阶段,随着时间增长,充填区顶板依然存在缓慢下沉现象。某矿充填实测结果显示距离切眼15和40 m处的充填体压力为3.5和5.5 MPa,且顶板下沉和覆岩离层在工作面推进过程中均随着充填距离的增加和充填时间的推移表现出了规律性变化。 | 李新旺 赵新元 程立朝 秦义岭 | 2020 | 岩石力学与工程学报2020，39，2： | 16 |
| 18 | “采选充+X”一体化矿井选择性开采理论与技术体系构建显示文摘由于'采选充+X'一体化矿井系统的复杂性,基于安全绿色高效开采的原则,本文提出了针对'采选充+X'一体化矿井的选择性开采技术的理论构想,并从充填控制岩层移动、应力集中、裂隙场发育、留(掘)巷稳定等角度分析了'采选充+控''采选充+留''采选充+抽''采选充+防''采选充+保'等矿井的关键科学问题,提出了满足不同充填控制要求的选择性开采技术理论框架、选择性开采技术辅助决策支持系统的构建思路和基本内容。随着采选充技术的扩展应用,选择性开采技术也将逐步延伸到各个技术模式,并以它独有的绿色环保、高效协调为实现'采选充+X'一体化矿井的开采提供技术决策与保障。 | 屠世浩 郝定溢 李文龙 刘迅 苗凯军 杨振乾 班建光 | 2020 | 采矿与安全工程学报2020，37，1： | 16 |
| 19 | 岱庄煤矿条带煤柱矸石膏体充填开采地表沉陷研究显示文摘针对岱庄煤矿村庄压煤严重,矿井服务年限缩短,而传统条带法开采后遗留条带煤柱储量丰富的现状,根据国内煤矿膏体充填开采技术发展水平和煤矿绿色开采的发展要求,在分析现有建筑物下开采技术途径的基础上提出了采用矸石膏体充填材料充填进行建筑物下遗留条带煤柱开采。岱庄煤矿通过对矸石膏体充填开采地表沉陷控制原理的分析研究,实施了建筑物下矸石膏体充填开采,并对地表沉陷进行了预计与实测。截至2011年6月30日,已累计回收条带煤柱560m,置换原煤23.1万t,实测地表最大下沉量只有35mm,远远小于原设计预计的300~400mm,地表变形控制效果非常好。 | 李秀山 曹忠 柳成懋 李世民 | 2012 | 煤炭工程2012，44，4： | 15 |
| 20 | 固体充填采煤矿压显现规律及机理分析显示文摘针对五沟煤矿邻近工作面垮落法和固体充填法2种不同采场顶板管理方式采煤,基于现场矿压显现实测结果,对比研究了同一地质条件下2种采煤方式工作面矿压显现规律。结果表明:1013垮落法开采工作面初次来压步距28 m,支架支护强度0.6 MPa,支架安全阀开启率为5%~9%,采场应力集中系数为3.76,采场覆岩'三带'特征变化,覆岩裂隙发育高度45 m;而CT101充填工作面,初次来压步距58 m,支架支护强度0.5 MPa,支架安全阀不开启,采场覆岩'两带'变化,覆岩裂隙发育高度10 m左右。在分析两者矿压显现特征的基础上,通过力学分析及数值模拟方法,对不同充实率下采场矿压显现特征、机理进行了研究,对现场实测结果进行了验证。 | 孙强 张吉雄 巨峰 周楠 张强 | 2017 | 采矿与安全工程学报2017，34，2： | 14 |
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