架間底板拖管充填采空區(qū)漿液流動特性試驗研究

成云海，王旭東，申 昊，黃國栩

(1.山東科技大學(xué) 采礦工程研究院，山東 泰安 271001；2.山東科技大學(xué) 煤礦充填開采國家工程實驗室，山東 泰安 271000)

煤炭資源是我國最重要的基礎(chǔ)能源之一，在一次能源消費總量中占比接近60%[1-3]。但是，隨著煤炭資源開采量的不斷增加，煤矸石等固體廢棄物也隨之增加，傳統(tǒng)的矸石處理方式就是將其置于地表，嚴(yán)重違背礦山綠色發(fā)展理念[4-6]。本文根據(jù)李家壕礦井地質(zhì)條件和開采情況，分析其頂板破碎規(guī)律：煤層開采后引起直接頂?shù)目迓洌苯禹攷r石破碎后，雜亂堆積。由于巖層破碎后體積將產(chǎn)生膨脹，因此，堆積的高度要大于直接頂巖層原來的厚度，從而使得巖塊冐落在采空區(qū)形成大量的裂隙[7-9]。其中，開度較大的裂隙形成空腔，能夠消耗大量的矸石；開度較小的形成空隙，空腔之間有的通過空隙連通，有的呈現(xiàn)孤立狀態(tài)。

采空區(qū)充填作業(yè)具有一定隱蔽性，通常無法直觀地觀測和掌握漿液在采空區(qū)的流動特征，導(dǎo)致現(xiàn)場工程施工及設(shè)計材料配比等存在很大的盲目性[10-14]。而物理模型試驗作為一門新型的技術(shù)科學(xué)，通過試驗研究和改善被模擬物體現(xiàn)象的布置和構(gòu)造，把原型轉(zhuǎn)化為恰當(dāng)?shù)某叽绾托螒B(tài)，忽略次要因素，抓其主要因素，使一些難以實現(xiàn)和觀察的試驗研究成為可能[15，16]。本研究將模擬試驗引入架間底板托管充填技術(shù)領(lǐng)域，通過對架間底板拖管充填非膠結(jié)膏體采空區(qū)進(jìn)行物理模擬和工程驗證，更加直觀地分析和研究采空區(qū)漿液流動特征。……