矿业安全与环保

作者：李光斌, 李敏慧, 高明涛, 张洲, 孙乐雨, 郭成阳, 郭子豪

关键词：膏体充填, 配比试验, 综采条带充填, 数值模拟, 煤基固废

针对西部矿区煤矸石长期排放引发的环境污染和煤矿开采带来的地表沉陷，以及诱发的地质灾害等问题，以西部神东矿区为研究对象，基于矿区地质赋存条件，采用综采走向长壁条带膏体充填工艺，系统分析该工艺充填工作面围岩运动规律，确定了顶板控制方案及充填体承载特性，即工作面顶板沿走向的推采极限垮落步距L、充填体宽度S和膏体强度P p。通过对煤矸石的理化性能进行分析研究，研发了多组以煤矸石为主要原料的膏体充填材料配比方案，以扩展度、坍落度和抗压强度为指标，确定了充填材料的最优配比方案。同时采用FLAC3D数值模拟软件分析了不同强度的膏体充填体对顶板控制和地表下沉的影响规律，验证了所设计的条带膏体强度、充填材料配比及顶板控制方案的合理性。研究结果表明，煤矸石膏体充填材料的最优配比为粉煤灰质量与煤矸石质量之比为3∶7，水泥质量分数为14%，养护28 d的膏体充填材料的抗压强度为5.4 MPa。数值模拟结果显示，该配比下膏体充填体强度满足工作面顶板控制要求。研究成果对西部煤矿煤基固废综合利用及绿色开采具有重要的指导意义。

来源：2026年第2期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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