8 工程科学学报，第44卷，第X期 Dispatch room Multi-screen controller Ground Ethernet Ring Multi-screen Underground Monitoring master station Monitoring substation Pipeline pressure Filling body Filling body Temperature Bolt and cable sensor pressure sensor deformation sensor Sensor dynamometer 图9监测系统 Fig.9 Monitoring system 3.4工作面充填系统 理充填口位置、支模方式和充填工艺. 短壁连采连充式胶结充填采用“采煤-充填- 如图10所示，料浆通过管道运输进入工作面支 凝固”的多循环采充工艺回收工作面煤炭资源，由 巷两端后，采用三通阀门分流将料浆充入支巷，充填 于井下地质条件复杂，受施工条件、煤层起伏和倾 口选在支巷顶端，防止料浆淹没充填口导致浆液 角影响，存在支模速度慢和充填接顶率低等问题； 内部剧烈振动：将传统单充填管道改为双充填管 支巷开挖后，如何快速高质量搭建挡浆模板和提 道，沿顶板铺设在支巷顶板最高处，保证充填接顶 高支巷充填率是提高充填速度和顶板控制效果的 率，在顶板最高处引出两条引气管，当引气管向外 技术关键.在缓倾斜煤层中，支巷充填一侧地势较 溢浆则说明充分接顶.为了提高充填速率和效果， 高，采用自流充填即可，接顶效果相比近水平煤层 模板铺设和充填作业分次完成，采用高强度钢模 较好；在近水平煤层中，顶板起伏大，如果充填工 对料浆进行有效封堵，模板内侧布置透水不透浆 艺不合理，接顶效果达不到预期效果，或者料浆内 柔膜材料，料浆泌水速度需低于柔膜透水速度阿， 部压力过大导致挡浆模板破裂，因此需要选择合 模板外侧采用单体支柱抵挡模板侧向支撑压力. Braches Coal pillar Flexible film materia Single hyfraulic prop Slurry Steel formwork Formwork Three-way valve 图10工作面充填方式 Fig.10 Filling method of the working face 4应用 地表植被稀疏；矿井年产量1000万吨，煤矸石年 4.1工程应用背景 产量超过100万吨，部分矸石用于发电和填埋沟 如图11所示，工程实践地点位于内蒙古鄂尔 壑，利用率较低，大部分堆积在地表形成矸石山， 多斯市伊金霍洛旗察哈素煤矿，该地区气候干旱， 在高强度开采下地表生态持续恶化.为了保护脆3.4    工作面充填系统 短壁连采连充式胶结充填采用“采煤–充填– 凝固”的多循环采充工艺回收工作面煤炭资源，由 于井下地质条件复杂，受施工条件、煤层起伏和倾 角影响，存在支模速度慢和充填接顶率低等问题； 支巷开挖后，如何快速高质量搭建挡浆模板和提 高支巷充填率是提高充填速度和顶板控制效果的 技术关键. 在缓倾斜煤层中，支巷充填一侧地势较 高，采用自流充填即可，接顶效果相比近水平煤层 较好；在近水平煤层中，顶板起伏大，如果充填工 艺不合理，接顶效果达不到预期效果，或者料浆内 部压力过大导致挡浆模板破裂，因此需要选择合 理充填口位置、支模方式和充填工艺. 如图 10 所示，料浆通过管道运输进入工作面支 巷两端后，采用三通阀门分流将料浆充入支巷，充填 口选在支巷顶端，防止料浆淹没充填口导致浆液 内部剧烈振动；将传统单充填管道改为双充填管 道，沿顶板铺设在支巷顶板最高处，保证充填接顶 率，在顶板最高处引出两条引气管，当引气管向外 溢浆则说明充分接顶. 为了提高充填速率和效果， 模板铺设和充填作业分次完成，采用高强度钢模 对料浆进行有效封堵，模板内侧布置透水不透浆 柔膜材料，料浆泌水速度需低于柔膜透水速度[36] ， 模板外侧采用单体支柱抵挡模板侧向支撑压力. Coal pillars Braches Formwork Slurry Flexible film material Steel formwork Three-way valve Single hyfraulic prop 图 10    工作面充填方式 Fig.10    Filling method of the working face 4    应用 4.1    工程应用背景 如图 11 所示，工程实践地点位于内蒙古鄂尔 多斯市伊金霍洛旗察哈素煤矿，该地区气候干旱， 地表植被稀疏；矿井年产量 1000 万吨，煤矸石年 产量超过 100 万吨，部分矸石用于发电和填埋沟 壑，利用率较低，大部分堆积在地表形成矸石山， 在高强度开采下地表生态持续恶化. 为了保护脆 Ground Ethernet Ring Underground Monitoring master station Monitoring substation Filling body pressure sensor Pipeline pressure sensor Filling body deformation sensor Temperature Sensor Bolt and cable dynamometer Multi-screen controller Multi-screen Dispatch room 图 9    监测系统 Fig.9    Monitoring system · 8 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期