煤炭工程

作者：吴玉意,程立朝,刘成勇,王海璇,刘文涛,赵萌烨,李磊,盛奉天,龙杭,杨达明

单位：1. 中煤能源研究院有限责任公司，陕西 西安 7100542. 煤矿智能管控系统及防灾装备校企联合研究中心，陕西 西安 7100543. 中国矿业大学 矿业工程学院，江苏 徐州　2211164. 河北工程大学 矿业与测绘工程学院，河北 邯郸 056038

关键词：矸石充填,双掩护式,充填空间,EDEM数值模拟,

为揭示双掩护式固体充填开采中矸石充填空间的围护机理，采用理论分析与EDEM 数值模拟相结合的方法，构建了充填空间围护几何模型，系统探究充填高度、多架依次落料过程及落料步距对充填体堆积状态的影响规律。结果表明：①构建了双掩护式固体充填开采的充填作业与空间围护模型，提出充填体体积计算方法，明确了单个充填步距下充填体积与工作面长度、支架中心距、充填步距、充填高度、矸石自然安息角及落料口尺寸的量化关系；并以禾草沟煤矿为例，基于该计算方法，得出“采高2.6m、充高1.2m”“采高3.8m、充高2.5m”两种典型工况下的矸石年充填量。②充填高度增加可显著扩大矸石堆积范围, 但对堆积角影响极小，当充填高度从1.0m增至1.2m时，矸石堆积范围直径从3.32m 扩大至3.82m，而堆积角仅从28.7°微增至28.9°。③通过沿工作面多架依次落料及推进方向落料步距的数值模拟，验证了所建充填空间围护几何模型的合理性，证实了充填过程中“沟”“壑”现象的存在，为双掩护式固体充填高效工艺设计提供了理论依据。

来源：2025年第11期

《煤炭工程》期刊编辑部

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