工程科学学报.第44卷，第X期：1-12.2022年X月 Chinese Journal of Engineering,Vol.44,No.X:1-12,X 2022 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.05.13.003;http://cje.ustb.edu.cn 短壁连采连充式胶结充填采煤技术应用研究 林海)区，杨仁树2)，李永亮)，徐斌2)，范子儀)，李剑楠)，路彬2 1)北京科技大学土木与资源工程学院，北京1000832)中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京1000833)中国矿业大学（北 京)能源与矿业工程学院，北京100083 ☒通信作者.E-mail:b20200019@xs.usth.edu.cn 摘要针对西部脆弱环境地区高强度开采产生的矸石减排及地表沉陷控制现实需要与意义，提出了采用短壁巷式胶结充 填采煤技术.，在研究短壁巷式胶结充填采煤技术开采原理基础上，介绍了该技术工作面布置方式、采充工艺流程：在充填材 料方面，分析了多种充填原材料矿物成分和微观特性，并测试了不同配比条件下胶结充填材料的强度和流动特性：提出了该 技术充填系统组成及整体设计思路，包括料浆制备系统、管道输送系统、监测系统和工作面充填系统四大部分工业实践表 明：短壁连采连充式胶结充填采煤技术在5m厚近水平煤层中充实率可达98%以上，顶板最大下沉量为102mm,地表最大下 沉量为8.9mm.共消耗了24.5万吨矸石.应用效果良好 关键词采煤方法：工艺流程：充填材料：充填系统设计：地表沉降 分类号TD822 Application of short-wall continuous mining and continuous backfilling cemented-fill mining technology LIN Hai,YANG Ren-shu2).LI Yong-liang,XU Bin,FAN Zi-yi,LI Jian-nan,LU Bin 1)School of Civil and Resources Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Mechanics and Civil Engineering.China University of Mining and Technology(Beijing),Beijing 100083,China 3)School of Energy and Mining Engineering,China University of Mining and Technology(Beijing),Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:b20200019@xs.ustb.edu.cn ABSTRACT The development and utilization of coal resources have caused serious surface collapse and destruction and ecological, environmental pollution.As the main method of green mining,backfill mining fills gangue and other wastes into the goaf to control the surface subsidence and processing coal gangue,which has broad application prospects.Aiming at the practical needs and significance of reducing gangue emission and controlling surface subsidence caused by high-intensity mining in fragile environmental areas in western China,this work proposed a short-wall continuous mining and continuous backfilling(CMCB)cemented-fill mining technology.On the basis of studying the mining principle of the short-wall CMCB cemented-fill mining technology,this work introduced layouts of this technology's working face and mining and filling crafts according to the longwall working face and the short-wall working face, respectively,realizing the parallel operation of mining and backfilling by skip mining.The mineral composition,microscopic characteristics,and gradation characteristics of various filling materials were analyzed,and the strength and flow characteristics of the cemented filling materials under different proportions were tested on the basis of a filling material test combined with pipeline transportation characteristics and filling methods of the coal mine cemented-fill slurry.The composition and overall design ideas of the filling system of this technology were put forward,including four parts:slurry preparation system,pipeline transportation system, 收稿日期：2021-05-13 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51804310和52174095)短壁连采连充式胶结充填采煤技术应用研究 林    海1) 苣，杨仁树1,2)，李永亮3)，徐    斌2)，范子儀1)，李剑楠1)，路    彬2) 1) 北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083    2) 中国矿业大学 (北京) 力学与建筑工程学院，北京 100083    3) 中国矿业大学 (北 京) 能源与矿业工程学院，北京 100083 苣通信作者， E-mail: b20200019@xs.ustb.edu.cn 摘    要    针对西部脆弱环境地区高强度开采产生的矸石减排及地表沉陷控制现实需要与意义，提出了采用短壁巷式胶结充 填采煤技术. 在研究短壁巷式胶结充填采煤技术开采原理基础上，介绍了该技术工作面布置方式、采充工艺流程；在充填材 料方面，分析了多种充填原材料矿物成分和微观特性，并测试了不同配比条件下胶结充填材料的强度和流动特性；提出了该 技术充填系统组成及整体设计思路，包括料浆制备系统、管道输送系统、监测系统和工作面充填系统四大部分. 工业实践表 明：短壁连采连充式胶结充填采煤技术在 5 m 厚近水平煤层中充实率可达 98% 以上，顶板最大下沉量为 102 mm，地表最大下 沉量为 8.9 mm，共消耗了 24.5 万吨矸石，应用效果良好. 关键词    采煤方法；工艺流程；充填材料；充填系统设计；地表沉降 分类号    TD822 Application  of  short-wall  continuous  mining  and  continuous  backfilling  cemented-fill mining technology LIN Hai1) 苣 ，YANG Ren-shu1,2) ，LI Yong-liang3) ，XU Bin2) ，FAN Zi-yi1) ，LI Jian-nan1) ，LU Bin2) 1) School of Civil and Resources Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology(Beijing), Beijing 100083, China 3) School of Energy and Mining Engineering, China University of Mining and Technology(Beijing), Beijing 100083, China 苣 Corresponding author, E-mail: b20200019@xs.ustb.edu.cn ABSTRACT    The development and utilization of coal resources have caused serious surface collapse and destruction and ecological, environmental pollution. As the main method of green mining, backfill mining fills gangue and other wastes into the goaf to control the surface subsidence and processing coal gangue, which has broad application prospects. Aiming at the practical needs and significance of reducing gangue emission and controlling surface subsidence caused by high-intensity mining in fragile environmental areas in western China, this work proposed a short-wall continuous mining and continuous backfilling (CMCB) cemented-fill mining technology. On the basis of studying the mining principle of the short-wall CMCB cemented-fill mining technology, this work introduced layouts of this technology ’s  working  face  and  mining  and  filling  crafts  according  to  the  longwall  working  face  and  the  short-wall  working  face, respectively,  realizing  the  parallel  operation  of  mining  and  backfilling  by  skip  mining.  The  mineral  composition,  microscopic characteristics, and gradation characteristics of various filling materials were analyzed, and the strength and flow characteristics of the cemented  filling  materials  under  different  proportions  were  tested  on  the  basis  of  a  filling  material  test  combined  with  pipeline transportation characteristics and filling methods of the coal mine cemented-fill slurry. The composition and overall design ideas of the filling  system  of  this  technology  were  put  forward,  including  four  parts:  slurry  preparation  system,  pipeline  transportation  system, 收稿日期: 2021−05−13 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51804310 和 52174095） 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期：1−12，2022 年 X 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 44, No. X: 1−12, X 2022 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.05.13.003; http://cje.ustb.edu.cn