为减少传统煤层开采中隔离煤柱损失,同时提高无煤柱开采沿空巷道的稳定性,提出短-长壁工作面充填无煤柱开采方法.首先,沿运输大巷间隔布置短壁工作面和长壁工作面,短壁工作面等效于传统长壁工作面间的隔离煤柱;然后,采用条带充填开采的方式先回采短壁工作面,根据短壁工作面宽度不同,回采条带可以平行或垂直于短壁工作面长度方向布置,充填条带渐次置换短壁工作面实体煤,并形成宽充填柱,隔离相邻长壁工作面,同时支撑顶板岩层;最后,短壁工作面回采完毕后,开切眼,形成长壁工作面,长壁工作面布置形式同常规综采一致.此项技术的关键是条带煤柱/充填柱稳定性,按梁式和板式断裂2种情况推导开采条带宽度理论计算式,由Wilson理论推导煤柱/充填带宽度理论计算式.可行性分析表明:优化采煤与充填工序组织,可以实现割煤与充填工序分离,保障安全生产与提高采充效率;相比于原位沿空充填留巷、巷帮预置充填带等无煤柱开采方法,短壁工作面采空条带两侧有实体煤或充填体,采空条带充填无须大规模架设挡板(墙),接顶质量高,施工安全风险小、效率高;短-长壁工作面间断充填无煤柱开采技术经济效益明显;同时采用充填法回采长壁工作面,可同步构建储库,储存天然气、封存CO2、压缩空气储能、抽水蓄能等,增加煤炭开采的附加社会经济效益.
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