王楼煤矿13301工作面条带膏体充填开采的底板破坏及防治研究

本研究论文聚焦于王楼煤矿13301工作面的复杂地质条件，该工作面面临严重的底板突水威胁，由于其煤层埋深和与奥灰含水层的接近性，使得开采过程中的安全风险显著。针对这一挑战，作者引入了条带膏体充填开采技术，这是一种结合充填开采和条带开采经验的创新方法。 条带膏体充填开采技术的核心原理是将工作面的采空区分为充填段和非充填段，通过在充填前设置注浆挡板，并在挡板末端开设安全出浆口，以提高膏体充填效率。这种技术能在节省大约一半成本的同时，有效控制顶底板的破坏，表现出设备操作简便、充填率高以及良好的顶板稳定性。使用的充填体材料为速凝混凝土，其配比包括石灰、粉煤灰、水泥、石膏和铝粉，确保了材料在短时间内快速固化并达到足够的耐压强度。 在13301工作面上，这项技术的具体应用涉及到工作面的精心布置。通过综合考虑地质条件和开采需求，工作面被设计成适合条带膏体充填的结构。研究人员使用FLAC3D数值仿真软件构建了承压水上条带膏体充填开采的流-固耦合模型，通过模拟预测了充填开采对底板的影响。 实验证明，条带膏体充填开采有效地防止了13301工作面底板突水问题，工作面现场实测结果显示，底板的最大破坏深度达到了10.25米，与数值模拟的结果高度吻合。这表明该技术在实际应用中取得了显著的效果，对于保障矿井的安全开采和提高生产效率具有重要意义。 本文深入探讨了条带膏体充填开采技术在高压环境下如何减少底板破坏，通过理论分析和实际案例展示了其在王楼煤矿13301工作面的应用潜力，为类似地质条件下的矿井开采提供了有价值的参考和解决方案。