基于振动性态分析的矸石固体充填效果评价方法研究

赵 昊，史艳楠，2，张冲冲

(1.河北工程大学 机械与装备工程学院，河北 邯郸 056038；2.河北省煤炭生态保护开采产业技术研究院，河北 邯郸 056038)

矸石固体充填技术将传统煤炭开采过程中排出的矸石废料用于采空区充填，实现采充一体化，不仅可以处理固体废物，解放“三下”压煤，还可以控制地表沉陷、保护生态环境、延长矿井服务年限[1，2]。目前，井下矸石固体充填作业方式还以人工操作为主，而对充填效果的判断完全依赖于操作人员的经验，不仅降低了充填开采效率、增加了工人的劳动强度，还会造成充填效果不一致而影响充填体的一致性和稳定性。因此，开展矸石固体充填效果评价方法研究，对保证充填质量、提高充填开采效率具有重要的意义。

目前，对矸石固体充填效果的判断主要以人工经验为主，这种方法受主观因素影响较大，而且效率低下。基于此，相关学者也开展了一系列的研究，文献[3]对矸石固体充填材料的力学特征和基本变形规律进行了研究，并分析了充填过程中各充填材料之间的压实特征。文献[4，5]给出了充填开采岩层运动的连续介质力学模型，并对密实充填采煤的岩层移动控制理论进行了论述。文献[6]基于等价采高理论，结合现场地质条件，分析了充填体压实率对固体充填采煤岩层移动的作用。文献[7]提出以密实充填率作为技术衡量指标对固体充填开采采空区充填效果进行评估，分析了密实充填率对充填效果的影响，以此优化了充填设备的结构和性能，并对充填工艺进行了改进，建立了密实充填率监控体系。……