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结合矿井深部开采面临的保护层排矸量大、辅助运输困难、矿区环境污染以及常规全断面充填工作面产能不足等工程背景，基于“充填”和“产能”双重技术要求创新性地提出了充填协同垮落式综采技术（以下简称协同综采技术），其技术原理如图2.1所示。
图2.1 协同综采技术原理
协同综采技术旨在充分发挥固体充填综采消耗矸石、保护矿区环境以及传统综采高产高效双重技术优势。该技术在同一工作面中分段集成布置矸石充填段和垮落段，充填段与垮落段分别采用充填法和垮落法两种不同的采空区处理方式管理顶板，充填段布置充填液压支架、底卸式输送机等充填设备，垮落段布置传统液压支架等传统综采设备。充填段和垮落段前部共用一套采煤设备协同完成采煤运煤，而充填段采空区采用矸石充填，将矿井地表堆积或井下排放矸石破碎处理后直接运输至充填段采空区充填。协同综采面相当于在常规充填面基础上延长了一个垮落段，保留原有充填能力的同时增加了工作面产量，最终达到兼顾充填与产能的前提下实现采煤与充填安全、高效、协同作业。
协同综采技术是基于全断面充填采煤和传统垮落法综采而创立的新型采空区部分充填绿色开采方法。该技术保留了常规充填工作面消耗矸石能力的同时延长了工作面长度，协调平衡了工作面充填与采煤效率。协同综采面布置如图 2.2 所示，具有以下技术特征：
图2.2 协同综采面布置特征
（1）协同综采面由矸石充填段和垮落段组合而成，同一工作面中集成使用充填与垮落两种截然不同的采空区顶板管理方法，工作面分段布置充填采煤液压支架、过渡液压支架与传统综采支架，前部共用一套采煤机和刮板输送机完成采煤，后部仅充填段单独充填，实现了同一工作面全断面采煤与局部充填并举。
（2）协同综采面能够同时满足“充填”与“产能”双重技术要求。协同综采面充填段与垮落段设计长度分别可达到100m以上，整个工作面长度可达200m以上，既保证了常规充填工作面充填矸石的能力，又能够提高工作面产量，满足矿井单面产能需求。
（3）常规充填工作面充填长度与采煤长度相等，而充填工艺极其耗时，工作面采煤能力远大于充填能力，导致整个充填工作面效率相对偏低。协同综采面采煤段长度大于充填段长度，尺寸特征有效地调节了工作面采煤与充填效率，充填与采煤能力更加均衡，相对提高了充填效率。
（4）协同综采面巷道掘进率低、工作面搬家次数少。由于协同综采面总长度较长，采区面积一定的情况下工作面个数和巷道布置数目相对较少，相应地，必然减少了工作面搬家次数和巷道掘进量。
（5）相比于离层和垮落带注浆部分充填，矸石采空区充填工艺相对简单，矸石充填材料容易获取，部分充填减少了矸石需求量，降低了充填成本；同时解决了矿井矸石地面排放侵占地表和污染矿区矿井环境的难题，是一项理想的新型绿色开采技术。