煤炭工程

作者：赵兵朝,王瑞锋,王京滨,陈浩楠,杨忠浩,拓永生

单位：1. 西安科技大学 能源学院，陕西 西安 7100542. 教育部西部矿井开采及灾害重点实验室，陕西 西安 710054

关键词：区段煤柱 , 掘充一体化 , 不同龄期强度 , 掘充速度 , 顶板稳定性,

为提高煤炭资源回采率、处置大量煤基固废，以面间煤柱掘充一体化为背景，考虑龄期对充填体强度及承载能力的影响，通过室内试验研究不同水泥含量下充填体强度随龄期变化的演化规律，发现水泥含量与充填体强度呈正相关关系，充填体强度随龄期呈指数函数增长趋势；基于弹性地基梁理论，建立“掘-充”过程中充填体-顶板协同承载力学模型，给出“掘-充”过程中各个区域的顶板挠度方程；利用FLAC3D数值模拟探究“掘-充”过程中充填体水泥含量、掘充间距、掘充速度对充填体应力及顶板下沉量的影响，分析“掘-充”过程中不同掘进距离下充填体-顶板协同承载结构稳定性。结果表明：在面间煤柱“掘-充”过程中，水泥含量越高、掘充间距越小则充填体强度形成时间越快、顶板下沉量越少；掘充速度越快则充填区内充填体龄期越短、强度越低、承载效果越差、顶板塑性区破坏越严重；随着掘进距离的推进，充填体承载能力逐渐增强，顶板下沉速度逐渐减小，充填体-顶板协同承载结构逐渐趋于稳定。

来源：2025年第8期

《煤炭工程》期刊编辑部

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