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目的

　　為解決我國(guó)大規(guī)模煤炭開發(fā)中十分突出的資源和環(huán)境問(wèn)題，走出我國(guó)獨(dú)具特色的安全、綠色和高效的科學(xué)采礦之路，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)組織研發(fā)團(tuán)隊(duì)，與眾多煤炭企業(yè)和煤機(jī)生產(chǎn)廠家合作，在充填采煤巖層控制理論研究取得重大進(jìn)展的同時(shí)，還開發(fā)出了具有完全獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綜合機(jī)械化固體（矸石、粉煤灰等廢棄物）充填與采煤一體化技術(shù)，使長(zhǎng)期以來(lái)的充填采煤技術(shù)攻關(guān)取得了關(guān)鍵性的重大突破，并在大型城市建筑群下、鐵路和公路交叉網(wǎng)下以及大型水體下和松散含水層下等20多個(gè)礦區(qū)進(jìn)行了規(guī)?；墓I(yè)性推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。本文就綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展情況作一綜述。

方法

　　在簡(jiǎn)要綜述充填采煤歷程和發(fā)展現(xiàn)代化充填采煤技術(shù)的目標(biāo)、要求和難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)介紹了綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)的研究進(jìn)展。重點(diǎn)論述了密實(shí)充填采煤的巖層移動(dòng)控制理論，其理論上的突破是新技術(shù)發(fā)展的前提，主要包括：充填開采巖層移動(dòng)控制的等價(jià)采高理論、充填開采巖層運(yùn)動(dòng)的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型、充填開采巖層移動(dòng)的計(jì)算公式和固體充填的采場(chǎng)礦壓與支架受力分析。進(jìn)而系統(tǒng)介紹了綜合機(jī)械化固體充填采煤的系統(tǒng)、裝備及工藝，以及在密集建筑群下、孤島村莊煤柱區(qū)域、臨近松散含水層區(qū)域和大型河堤下進(jìn)行大規(guī)模充填開采煤炭的工程實(shí)例。

結(jié)果

　?。?）固體充填采煤三大技術(shù)難點(diǎn)包括充填空間、充填物輸送通道和充填體的密實(shí)度，其主要目標(biāo)為在安全、高效采煤的同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全、高效快速充填。（2）基于充填采煤等價(jià)采高理論Me=(kc－k0)M，得到了密實(shí)充填采煤基本頂巖層彎曲撓度的表達(dá)式和地表下沉近似曲線，并建立了采場(chǎng)礦山壓力力學(xué)模型，分析了固體充填支架的受力和主動(dòng)加載對(duì)頂板變形的影響。（3）設(shè)計(jì)出了與現(xiàn)代化礦井系統(tǒng)相匹配的井上下輸送系統(tǒng)、工作面采充一體化液壓支架，以“以充定采”和“采充并舉”的工藝設(shè)計(jì)為原則，優(yōu)化設(shè)計(jì)了固體充填采煤工藝，并研發(fā)了監(jiān)控夯實(shí)效果的采空區(qū)充填密實(shí)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和巖層移動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。（4）固體充填采煤工程實(shí)踐表明：在濟(jì)寧花園煤礦建筑物下，地表最大下沉值為196mm，減沉率85%以上；在濟(jì)三煤礦大型河堤下，地表最大下沉值為340mm，減沉率80%以上；在平煤十二礦，地表最大下沉值僅為173mm；在皖北五溝礦近松散含水層下，有效地控制了導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育；在新汶翟鎮(zhèn)煤礦密集村莊群下，地表沉降控制良好，全面提高了礦井采出率。

結(jié)論

　?。?）闡述了固體充填采煤技術(shù)的技術(shù)難點(diǎn)、目標(biāo)和要求，已發(fā)明的固體充填采煤技術(shù)可有效克服充填采煤充填空間、輸送通道和密實(shí)充填等充填采煤三大技術(shù)難點(diǎn)。（2）建立了充填采煤巖層控制的等價(jià)采高理論、巖層移動(dòng)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型以及采場(chǎng)礦壓與支架受力關(guān)系模型。（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)了固體充填采煤井上下輸送系統(tǒng)、工作面采充一體化液壓支架以及充填采煤工藝。（4）濟(jì)寧花園煤礦、兗州濟(jì)三煤礦、平煤十二礦、皖北五溝礦和新汶翟鎮(zhèn)煤礦工程實(shí)踐表明：綜合機(jī)械化固體充填技術(shù)的應(yīng)用可有效地提高礦井資源采出率，控制巖層移動(dòng)，提高地表減沉率，實(shí)現(xiàn)“三下”壓煤的安全、高效開采。