成昕隆

（西山煤电集团有限责任公司东曲矿，山西 太原030053）

充填开采是实现矿井绿色开采的重要途径，目前，因为充填材料费用高、充填工艺复杂等原因，充填开采还未被广泛使用[1-3]。本文提出“充填体-直接顶”复合承载结构，降低充填成本的同时实现了高强度的支护目的，为工作面的安全推进提供了重要保障。

1 结构充填开采基础理论

结构充填开采方法是根据矿井煤层以及围岩的受力变形特征进行理论分析和计算得到充填的准确位置，通过充填工艺实现充填体和直接顶的复合承载结构，复合承载结构有较强的承载能力，减少了巷道围岩的变形，同时减少了充填材料的投入，为工作面生产提供了充足的地下空间。

传统的充填工艺下，巷道围岩的变形主要通过充填材料支撑，因此对于充填材料的使用量以及强度都有较高的要求，一般要求充填材料强度大于3MPa，当巷道围岩破碎严重，受力明显时，充填体的强度需大于6 MPa。采用结构充填方法，使得充填体和直接顶形成复合承载结构，复合承载结构可以实现高强度的支护，为井下工作面的开采提供稳定的空间，而支护强度的实现仅靠充填材料很难实现，因此需要根据矿井实际状况，构建不同形态的充填体提高充填体的强度，为安全生产提供重要保障。

图1 为结构充填示意图，其中图1-1空心充填柱体和图1-2带帽充填柱体是形态规则的结构充填柱，图1-3十字形充填体和图1-4箱型充填体是形态不规则的结构充填柱，矿井应该根据实际状况选择合适形态的充填体进行充填作业。……