沿空留巷巷旁充填体稳定机理研究

长期以来，采区巷道普遍采用留煤柱的方式护巷，不仅煤炭采出率较低、巷道维护困难，而且较宽的煤柱在工作面后方形成应力集中，使布置在煤柱下方的岩巷或下层煤回采巷道维护困难，研究沿空留巷实现无煤柱开采具有重要意义。但由于沿空留巷巷旁充填体经历顶板活动持续时间长、产生应力集中度高、动压影响强烈，充填体与顶板关键块结构相互作用关系研究不足，充填体力学性能设计不合理导致沿空留巷关键块结构失稳、围岩强烈变形甚至报废的现象时有发生。因此，本课题以沿空留巷顶板应力对巷旁充填体作用为主线，综合运用多种方法研究分析，得到以下几点结论：1）分析了基本顶破断与充填体相互作用关系，建立了沿空留巷关键块结构三维力学模型，研究得到了该结构的稳定状况与充填体力学性能的关系及影响规律；2）研究了充填体应具备早凝、快速增阻、良好变形性能和后期强度高的力学性能，分析了充填体变形特征、塑性区演化规律及承载变化规律，得到了充填体变形与承载的主要影响因素及效应；3）分析了侧向约束力与塑性状态充填体的相互作用关系，揭示了充填体稳定机理，开发了保持塑性状态充填体稳定的预应力控制方法，同步实现充填和加固充填体，增加了充填体的承载能力和抗横向变形能力。通过开展本项目研究，对于揭示充填体的变形机理具有重要意义，研究成果可为沿空留巷巷旁充填体力学参数的确定与充填体稳定性控制提供基础依据。 2100433B

沿空留巷巷旁充填体经历顶板活动持续时间长、产生应力集中度高、动压影响强烈，充填体与顶板关键块结构相互作用关系研究不足，充填体力学性能设计不合理导致沿空留巷关键块结构失稳、围岩强烈变形甚至报废的现象时有发生。为此，开展沿空留巷巷旁充填体稳定机理研究，主要包括：1）分析基本顶破断与充填体相互作用关系，建立沿空留巷关键块结构三维力学模型，研究该结构的稳定状况与充填体力学性能的关系及影响规律；2）在保持关键块结构稳定的前提下，研究充填体应具备的力学性能，分析充填体变形特征、塑性区演化规律及承载变化规律，研究充填体变形与承载的主要影响因素及效应，确定充填体力学性能；3）研究塑性状态充填体的稳定性判别准则，分析侧向约束力与塑性状态充填体的相互作用关系，揭示充填体稳定机理，开发保持塑性状态充填体稳定的控制方法。研究成果可为沿空留巷巷旁充填体力学性能的确定与充填体稳定性控制提供依据。

《沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技术要求》（GB/T 39336-2020）规定了沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技术的术语和定义、高水材料强度要求、制浆输送系统、巷旁充填留巷攴护要求、充填留巷工艺流程及要求、充填体强度、矿压监测和质量检测。该标准适用于煤层倾角小于25°，采高小于5.0m，应用锚网支护的回采巷道。

《沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技术要求》（GB/T 39336-2020）符合《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》（国发〔2016〕7号文件）要求：“鼓励和支持煤炭无人和无害化、无煤柱自成巷开采技术，推广保水充填开采、智能开采和特殊煤层开采等绿色智慧矿山关键技术，提升大型煤炭开采先进装备制造水平。该标准的研究制定，有利于提高煤炭资源回收率，节约煤炭资源，减少矿区的土地沉陷，保护矿区的环境和安全。 2100433B

沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技术要求编制进程

• 标准计划

2016年11月22日，国家标准计划《沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技术要求》（20161823-T-603）下达，项目周期24个月，由603（中国煤炭工业协会）提出并归口上报及执行，主管部门为中国煤炭工业协会。

• 发布实施

2020年11月19日，国家标准《沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技术要求》（GB/T 39336-2020）由中华人民共和国国家市场监督管理总局、中华人民共和国国家标准化管理委员会发布。

2021年6月1日，国家标准《沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技术要求》（GB/T 39336-2020）实施。

沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技术要求制定依据

国家标准《沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技术要求》（GB/T 39336-2020）依据中国国家标准《标准化工作导则—第1部分：标准的结构和编写》（GB/T 1.1-2009）规则起草。

沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技术要求起草工作

主要起草单位：冀中能源集团有限责任公司、冀中能源邯郸矿业集团有限公司、国家能源充填采煤技术重点实验室、河北充填采矿技术有限公司、河北煤炭科学研究院有限公司、中国煤炭工业协会生产力促进中心。

主要起草人：张党育、孙春东、赵云佩、高会春、刘连伏、马民乐、王春耕、卢志敏、周奕朝、刘树轮、梁义江、李永元、李继升、于晓伟、孙鹏宇、杨洪增、宋佳、李强、曾瑞萍、王英、王学伟、郝永超、杨扬。