料简介高水充填材料经七五和八五国家科技攻关，材料本身和相关技术已经完善，在多个矿务局应用该材料实施定，平均厚，煤层倾角，容重，煤层中局部夹层泥岩夹矸，厚度稳定，结构简单。

采用分层开采，先采上分层。

为降低上分层工作面上隅角和回风巷瓦斯浓度，在增加上分层工作面配风量同时，额外配备条专用瓦斯尾巷，形成通风方式，距工作面回风顺槽距工作面回风顺槽布置条瓦斯尾巷，供工作面和工作面排放瓦斯，这两个工作面于年前回采完毕。

目前，已经掘进了下分层工作面回风顺槽和工作面胶带顺槽，为了提高资源回收率，准备将工作面回风顺槽和工作面胶带顺槽组合成工作面，其巷道布置示意图见图所示。

回风顺槽下分层胶带顺槽下分层回风顺槽回风顺槽工作面上分层胶带上山瓦斯尾巷轨道顺槽回风上山轨道上山图工作面布置示意图工作面煤层顶底板岩性特征见表所示。

表工作面煤层顶底板特征顶底板名称岩石名称厚度特征基本顶中粒砂岩深灰色，质地较坚硬，般不易冒落。

直接顶泥岩粉砂岩深灰色，开采达定范围后开始冒落。

伪顶炭质泥岩黑色薄层，随开采过程极易冒落底板砂质泥岩深灰色，局部较软弱，开采时围压条件改变后可能产生底鼓现象。

为了提高煤炭回收率提高矿井生产效率，工作面下分层与上分层工作面呈外错型布置方式，如图所示。

在回采上分层和工作面时，为加强瓦斯尾巷支护，在瓦斯尾巷布置了大量木垛，因此，瓦斯尾巷存在空洞和工作面顺槽随工作面推进基本垮落，但这条顺槽顶底板可能存在空隙，这对安全开采和工作面之间下分层煤柱存在以下影响由于曲堤煤矿煤层为高瓦斯煤层，空洞空隙内会聚积大量瓦斯，在下分层工作面开采过程中，如果积聚大量瓦斯突然释放，会影响安全开采条顺槽正下方液压支架不接顶，移架困难。

为了解决以上问题，山西沁和能源集团有限公司曲堤煤业有限公司与中国矿业大学合作，拟采取高水充填材料充填瓦斯尾巷回风顺槽及回风顺槽，将空洞空隙内积聚瓦斯挤工作状态，对于及时调整和保持支架良好工作状况良好支架与围岩关系具有重要意义。

支架与围岩工作状态有三种情况，分别是给定变形给定载荷和处于这两种情况之间。

当直接顶坚硬时，支架围岩体系变形量主要由支架承担。

因此，可把直接顶视为似刚性体，此时，支架工作状态为给定变形工作状态，即基本顶给定变形经直接顶全部传到支架上，因此，顶板下沉量由基本顶回转量决定。

当直接顶软弱破碎时，支架与围岩体系变形量主要由直接顶来承担，相比之下，可视直接顶刚度为零。

此时，基本顶回转变形压力被直接顶变形所吸收，支架所承受载荷为直接顶重量。

支架处在给定载荷工作状态。

当直接顶介于软弱到坚硬时。

支架与围岩体系变形量是由直接顶和支架共同分配。

支架工作状态是处于结定变形状态还是处于给定载荷状态，是由直接顶刚度和支架刚度相对变化决定。

当支架处在给定变形工作状态时，支架应具有足够支护强度和可缩量当支架处在给定载荷工作状态时，支架应具有足够稳定性。

工作面回风顺槽与工作面回风顺槽之间煤柱下方工作面顶板好于软弱型顶板但算不了坚硬，采空区下方顶板属于软弱破碎顶板。

可以将其看成是似零刚度直接顶，工作面液压支架工作状态为给定载荷状态。

液压支架工作阻力计算根据矿压理论，工作面支架承受最大压力为倍采高顶板岩石重量，周期来压强烈时取较大倍数，周期来压不强烈时取较小倍数，煤柱下方工作面支架取最大倍数即取倍采高顶板岩石重量计算。

控控试中工作面上覆倍倍采高岩石所需支护强度工作面采高煤层顶板岩石容重，取控工作面最大控顶距支架支护宽度重力换算单位，型液压支架额定工作阻力。

根据以上计算，可满足回采工作面顶板支护要求。

下部煤层开采辅助技术工作面开采下分层，容易发生架前顶板冒落。

特别是工作面上方煤柱附近受上分层工作面侧向支承压力及本工作面超前支承压力作用，容易发生片帮。

下部煤层架前顶板冒落问题及对策下部煤层工作面架前顶板冒落主要有种形式即轻微冒落，滑坡式冒顶和大冒高形态，如图所示。

轻微冒落滑坡式冒顶大冒高形态图冒顶类型在上分层残留煤柱附近易发生微冒落和滑坡式冒层与上分层工作面呈外错型布置方式，如图所示。

在回采上分层和工作面时，为加强瓦斯尾巷支护，在瓦斯尾巷布置了大量木垛，因此，瓦斯尾巷存在空洞和工作面顺槽随工作面推进基本垮落，但这条顺槽顶底板可能存