煤矿矿区普适性拓展型固体改性充填采煤技术与装备
刘建功1
赵家巍2
刘扬3
杨军辉4
史艳楠5
王毅颖6
陈锋4
1.河北工程大学机械与装备工程学院,河北邯郸 056038;国家能源充填采煤技术重点实验室,河北邢台 054000;河北省煤矿生态保护开采产业技术研究院,河北邯郸 0560382.河北工程大学土木工程学院,河北邯郸 056038;河北省煤矿生态保护开采产业技术研究院,河北邯郸 0560383.中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院,北京 1000834.冀中能源股份有限公司邢东矿,河北邢台 0540005.河南理工大学物理与电子信息学院,河南焦作 4540036.河北工程大学机械与装备工程学院,河北邯郸 056038;河北省智能工业装备技术重点实验室,河北邯郸 056038;河北省冀南新区现代装备制造协同创新中心,河北邯郸 056038
摘要：从我国煤炭行业绿色发展趋势和要求出发,分析了煤炭企业对不同充填开采方式选择的考量因素,以及影响充填开采技术推广的制约因素,针对不同矿区地域分布特征和充填需求差异性,划分了煤矿充填开采"保护生态环境优先、保护地面建筑优先、处理煤矸固废优先、提高经济效益优先"4类优先原则,提出了"以充填开采作为煤矿保护生态环境的调节工具,建设全过程全息立体生态矿山"的生态开采目标.依据充填开采顶板限定变形力学模型,阐述了影响充填开采目标岩层下沉量的构成因素,构建了生态环境保护、地面建筑保护、矸石固废处置 3种充填工程模式下的工作面支护强度计算及覆岩变形控制方程.介绍了我国煤矿普适性充填采煤技术发展现状及发展方向,涵盖散状原矸固体充填、类贫混凝改性充填、矸石混凝土充填、薄煤层充填、区域性保护充填、巷道充填、选充留协同等适应各类煤矿需求的充填采煤技术,详细描述了不同充填技术的材料制备、运输、充填工艺特点及适应性充填装备.为实现煤矿充填智能化,建立了全面的数据感知系统,通过空间规划及充填效果判定来实现从单元到整体充填工作面的智能化过程,结合传感器网络和人工智能算法,实时监测和控制煤矿固体充填过程,提高充填质量和充填效率.煤矿充填开采在我国绿色矿山建设的远景规划中将扮演更加重要的角色,加强基于主动充填的煤矿生产全过程生态矿山建设、普适性充填技术工艺体系构建、新型固体充填材料研制、智能化充填开采研发等4个方向的科技攻关,我国煤矿充填开采会有极为广阔的发展前景.
关键词：绿色开采充填开采生态保护智能化充填立体生态矿山
分类号：TD821(矿山开采)
资助基金：河北省自然科学基金资助项目(E2020402064)中央引导地方科技发展资金资助项目(236Z1503G)河北省高等学校科学技术研究资助项目(CXY2023002)
论文发表日期：2024-01-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：20( 380-399 )
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