韓 磊，董 浩，陸銀龍

(1.山煤國(guó)際能源集團(tuán)股份有限公司，山西 太原 030006；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與土木工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116；3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116)

我國(guó)對(duì)煤炭資源的需求量巨大，保障煤炭資源供應(yīng)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大影響。在我國(guó)煤炭開采發(fā)展時(shí)期，煤炭生產(chǎn)相關(guān)的法律法規(guī)和監(jiān)管政策不夠完善，導(dǎo)致眾多煤礦存在小煤窯不良開采方式，煤炭資源平均采出率不足30%，低于其他煤炭產(chǎn)出國(guó)平均水平[1]。小煤窯開采后殘留了大量的煤炭資源，進(jìn)行殘留煤精細(xì)復(fù)采可有效回收煤炭資源，大約增加煤炭?jī)?chǔ)量的30%[2]，對(duì)于提高煤層采出率、延長(zhǎng)礦區(qū)服務(wù)年限、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)我國(guó)煤炭資源開采的可持續(xù)發(fā)展以及保障國(guó)家能源供給安全具有重要意義[3]。

我國(guó)煤礦最早于1976年開始?xì)埩裘簭?fù)采現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)，近年來以山西省為主的小窯破壞區(qū)殘留煤資源開采礦井快速增多。但是總體上，目前國(guó)內(nèi)外殘留煤資源精細(xì)復(fù)采仍處于起步階段，主要存在殘留煤資源賦存情況探測(cè)不明、復(fù)采礦壓顯現(xiàn)劇烈、工作面圍巖控制難度大、老空破壞區(qū)有害氣體/積水/自燃發(fā)火難防治等問題，給復(fù)采過程帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)與重大的安全隱患。因此，需要利用先進(jìn)的地球物理探測(cè)技術(shù)對(duì)殘留煤儲(chǔ)量進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè)，深入研究復(fù)采工作面與常規(guī)開采工作面不同的異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，提出科學(xué)合理的殘留煤精細(xì)復(fù)采模式與災(zāi)害防治技術(shù)方案。

本文圍繞小窯破壞區(qū)殘留煤資源精細(xì)復(fù)采關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，分別從殘留煤資源破壞區(qū)探測(cè)技術(shù)、殘留煤復(fù)采異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、殘留煤復(fù)采模式與圍巖控制技術(shù)、殘留煤復(fù)采災(zāi)害防治技術(shù)等4個(gè)方面，對(duì)已有的殘留煤資源精細(xì)復(fù)采研究成果進(jìn)行歸納總結(jié)和評(píng)述，探討殘留煤精細(xì)復(fù)采技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及亟需解決的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。

1 殘留煤資源破壞區(qū)探測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀

在殘留煤資源復(fù)采過程中，準(zhǔn)確掌握殘留煤資源分布規(guī)律以及老空區(qū)積水、有毒有害氣體賦存狀況等，對(duì)于制定科學(xué)的復(fù)采技術(shù)方案、合理布置采區(qū)工作面、預(yù)防瓦斯/突水等災(zāi)害事故、保障殘留煤資源安全高效復(fù)采具有重要意義[4-5]。為此，迫切需要發(fā)展快速、高效、精確的探測(cè)技術(shù)，其主要任務(wù)包括探測(cè)采區(qū)內(nèi)小窯破壞區(qū)的分布情況、采區(qū)邊界與煤層埋深、小窯破壞區(qū)積水/積氣狀態(tài)。

目前，在殘留煤資源復(fù)采過程中所使用的探測(cè)技術(shù)主要包括鉆探技術(shù)和物探技術(shù)。其中，鉆探技術(shù)是利用鉆孔取樣信息了解前方地質(zhì)信息，其探測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，但是存在深孔鉆探困難和塌孔等問題。物探技術(shù)主要包括瞬變電磁法、三維地震法、直流電法等。夏雙力[6]在河北省某煤礦內(nèi)使用瞬變電磁法探測(cè)小窯破壞區(qū)內(nèi)的積水情況，此方法應(yīng)用效果良好。瞬變電磁法對(duì)探測(cè)垂向上的分辨率較高，與傳統(tǒng)直流電測(cè)試法結(jié)合使用可獲得更好的探測(cè)效果[7]。郝永信[8]、范明建等[9]分別在紅會(huì)一礦與安家?guī)X井工二礦小窯破壞區(qū)使用電法、地質(zhì)探測(cè)儀、鉆探等綜合探測(cè)技術(shù)，查明了礦區(qū)內(nèi)小窯破壞區(qū)的分布情況與破壞程度，及時(shí)為綜放工作面布置提供前期設(shè)計(jì)資料，最終形成科學(xué)的綜放開采技術(shù)體系，在小窯破壞區(qū)殘留煤資源復(fù)采回收率提高到75%～80%。胡曉東[10]在大同煤礦集團(tuán)晉華宮煤礦采用三維地震物探方法探測(cè)礦區(qū)內(nèi)小窯破壞積水區(qū)，相較于直接使用傳統(tǒng)鉆探方法節(jié)省了大量時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，并且探測(cè)準(zhǔn)確度與可靠性更高。張建忠等[11]針對(duì)紅會(huì)一礦小窯破壞區(qū)采用地震波超前探測(cè)技術(shù)(MSP)，結(jié)合鉆探驗(yàn)證方法，有效探明了小窯破壞區(qū)范圍與前方災(zāi)害情況。

瞬變電磁法、直流電法等物探方法對(duì)于探測(cè)破壞區(qū)內(nèi)大面積積水效果良好，但是對(duì)于識(shí)別小面積積水精度差，需輔助鉆探方法辨別。此外，目前物探技術(shù)無法對(duì)老空區(qū)內(nèi)積氣情況準(zhǔn)確探測(cè)，只能使用超前鉆探技術(shù)[12]?？傮w而言，針對(duì)殘留煤資源開采中的探測(cè)技術(shù)問題，仍然需要不斷發(fā)展新的探測(cè)技術(shù)手段。

2 殘留煤復(fù)采異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究現(xiàn)狀

小窯破壞區(qū)使得煤層內(nèi)原始應(yīng)力條件發(fā)生改變，從而導(dǎo)致小窯破壞區(qū)殘留煤復(fù)采過程中異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。因此，需要在小窯破壞區(qū)準(zhǔn)確探測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)復(fù)采異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律開展研究，從而為復(fù)采模式以及圍巖控制方法確定提供理論依據(jù)。

殘留煤復(fù)采異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律可以通過相似模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬方法、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等手段研究獲得。其中，模擬方法可與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果互相對(duì)比驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上分析得出異常重點(diǎn)區(qū)域，并布置壓力監(jiān)測(cè)站，對(duì)殘留煤復(fù)采工作面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2.1 物理相似模擬試驗(yàn)研究現(xiàn)狀

秦喜文[13]以山西省韓咀煤礦小窯破壞區(qū)為背景，利用物理相似模擬試驗(yàn)方法分別對(duì)上分層、下分層開采時(shí)遺留煤柱穩(wěn)定性影響規(guī)律進(jìn)行研究，結(jié)果表明在下分層開采過程中，頂板下方支架所受壓力明顯提高，需要在遺留煤柱的前后采取防護(hù)措施防止安全事故發(fā)生。原野等[14]以晉煤集團(tuán)圣華煤業(yè)3#煤層小窯破壞區(qū)為背景進(jìn)行相似模擬試驗(yàn)，研究小窯破壞區(qū)圍巖變形與應(yīng)力演化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)工作面支架的工作阻力在與冒落區(qū)貫通時(shí)最大，在距離冒落區(qū)實(shí)際距離2.4 m時(shí)支架工作阻力開始急劇上升，冒頂區(qū)應(yīng)力隨工作面表現(xiàn)為“弱-強(qiáng)-弱”趨勢(shì)。

2.2 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀

郭占峰[15]利用數(shù)值模擬方法研究了有無小窯破壞區(qū)兩種情況下工作面的應(yīng)力分布特征，結(jié)果表明工作面推進(jìn)過程中小窯破壞區(qū)應(yīng)力分布明顯不規(guī)律，且比完整煤層最大垂直應(yīng)力高3倍以上，超前壓力集中系數(shù)明顯偏大。因此，在復(fù)采工作面推進(jìn)過程中需要及時(shí)對(duì)工作面前方老空區(qū)分布情況進(jìn)行探測(cè)，在前方礦壓較大時(shí)提前做好支護(hù)工作，保障工作面安全。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)研究現(xiàn)狀

采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)方法研究殘留煤復(fù)采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律更為準(zhǔn)確。蔡為益等[16]根據(jù)韓咀礦小窯破壞區(qū)工作面礦壓現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，工作面頂板上方垮落時(shí)，工作面支架的工作阻力呈現(xiàn)持續(xù)高阻、振動(dòng)小等特征。任志峰[17]在大同煤礦集團(tuán)云岡煤礦根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析了工作面進(jìn)出煤柱時(shí)的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)工作面進(jìn)出煤柱期間，出煤柱壓力比進(jìn)煤柱壓力明顯增大，工作面周期來壓明顯。裴亞鋒[18]依據(jù)首陽煤業(yè)二采區(qū)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)礦區(qū)內(nèi)小窯破壞區(qū)巷道的壓力特點(diǎn)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)因殘留煤復(fù)采區(qū)域內(nèi)圍巖整體強(qiáng)度低，圍巖破壞時(shí)已經(jīng)形成塑性區(qū)并逐漸穩(wěn)定，故巷道受到的變形圍巖壓力較低，隨時(shí)間發(fā)展巷道受到的沖擊撞擊圍巖壓力會(huì)逐漸降低。齊光輝[19]研究發(fā)現(xiàn)因小窯破壞區(qū)的不規(guī)則性，巷道頂板會(huì)受到不規(guī)律的較大動(dòng)載與側(cè)載，造成巷道破壞。

2.4 存在的主要問題

綜上，目前有關(guān)殘留煤資源復(fù)采異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的研究主要集中在一些特定的礦區(qū)，缺乏系統(tǒng)性和普遍性，且缺少相關(guān)殘留煤復(fù)采異常礦壓顯現(xiàn)力學(xué)模型方面的研究，需要發(fā)展新的力學(xué)模型來科學(xué)合理解釋殘留煤復(fù)采異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，指導(dǎo)復(fù)采工作面圍巖控制與災(zāi)害防治。

3 殘留煤復(fù)采模式與圍巖控制技術(shù)研究現(xiàn)狀

小窯破壞區(qū)殘留煤資源復(fù)采相比于常規(guī)工作面開采難度增大，選擇科學(xué)合理的開采理論、采煤方法、頂板處理技術(shù)、工作面圍巖控制措施等對(duì)于保障殘留煤資源安全高效復(fù)采具有重要意義。

在不同溫度培養(yǎng)3 d后，各個(gè)菌株生長(zhǎng)情況各不相同，同一溫度下不同菌株生長(zhǎng)狀況不同，同一菌種在不同溫度下生長(zhǎng)狀況也不相同。4℃時(shí)有2株乳酸菌生長(zhǎng)良好，其余2株乳酸菌能微弱生長(zhǎng)；10℃時(shí)有3株乳酸菌生長(zhǎng)良好，1株乳酸菌菌體較少；15℃時(shí)，3株乳酸菌生長(zhǎng)極好，1株乳酸菌良好生長(zhǎng)；20～37℃時(shí)所有菌株均生長(zhǎng)極好；45℃時(shí)，3株乳酸菌生長(zhǎng)極好，1株乳酸菌良好生長(zhǎng)；50℃的條件下，所有菌株均生長(zhǎng)微弱。試驗(yàn)表明，彎曲乳桿菌和植物乳桿菌生長(zhǎng)極好的溫度在15～45℃；清酒乳桿菌生長(zhǎng)極好的溫度在15～37℃；屎腸球菌生長(zhǎng)極好的溫度在20～45℃。

3.1 殘留煤復(fù)采模式研究現(xiàn)狀

殘留煤復(fù)采模式一般根據(jù)小窯破壞區(qū)煤層頂板破碎情況與冒落形態(tài)來選擇，常用的復(fù)采模式主要包括長(zhǎng)壁綜采和短壁開采等兩種方式(圖1)。 其中，長(zhǎng)壁綜采方式包括綜放復(fù)采和綜采一次采全高復(fù)采。

圖1 殘留煤復(fù)采模式分類示意圖Fig.1 Classification diagram of remining mode in residual coal

對(duì)于綜放復(fù)采技術(shù)，一般可選擇綜放一次采全厚復(fù)采模式和采底放頂煤復(fù)采模式。其中，對(duì)于綜放一次采全厚復(fù)采模式(圖2(a))，可沿煤層底板布置復(fù)采綜放工作面，充分利用原有巷道進(jìn)行運(yùn)輸和通風(fēng)，該方案優(yōu)點(diǎn)是可最大限度地回收小窯破壞區(qū)內(nèi)殘留煤柱，缺點(diǎn)是工作面推進(jìn)過程中要穿過小窯破壞區(qū)，需要采取相應(yīng)技術(shù)措施進(jìn)行空巷封堵和圍巖控制。對(duì)于采底放頂煤復(fù)采模式(圖2(b))，可在煤層底板內(nèi)布置放頂煤工作面，切眼、回風(fēng)與運(yùn)輸順槽均布置在底板中。這種復(fù)采方案的優(yōu)點(diǎn)是可一次采放出小窯破壞區(qū)遺留煤柱和煤層全部厚度；通過布置兩條運(yùn)輸系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)底板矸石和頂煤分開運(yùn)輸，如前刮板輸送機(jī)輸送底板矸石，后刮板輸送機(jī)輸送煤炭；殘留煤復(fù)采時(shí)無需封堵空巷，巷道易于維護(hù)，較容易形成合理的通風(fēng)系統(tǒng)。但是，這種復(fù)采模式需要在底板內(nèi)掘進(jìn)巷道和推進(jìn)工作面，不但增加了工作量，還會(huì)增加噸煤成本。比較典型的案例是山西陽城西河煤業(yè)3#煤層，在復(fù)采時(shí)使用了采底放頂煤模式[20]。

圖2 綜放復(fù)采技術(shù)示意圖Fig.2 Schematic diagram of fully mechanized caving and remining technology

對(duì)于綜采一次采全高復(fù)采技術(shù)，可以利用小窯破壞區(qū)原有巷道進(jìn)行通風(fēng)和運(yùn)輸(減少了巷道掘進(jìn)費(fèi)用，改善了采掘接續(xù)狀況)，并能最大限度地回收煤炭資源。一般包括三種開采情況：①不充填開采，復(fù)采過程中利用圍巖加固技術(shù)通過小窯倉(cāng)房區(qū)及空巷；②部分充填開采，先用無機(jī)材料注漿加固浮煤形成截割層，再用瑞米材料或發(fā)泡水泥注漿形成關(guān)鍵層，防止工作面推至小窯破壞區(qū)時(shí)頂板突然垮落，造成支架沖擊破壞及人員傷害；③黃泥注漿充填開采，利用礦井地面黃土充足優(yōu)勢(shì)，添加高水速凝材料，對(duì)小窯破壞區(qū)進(jìn)行完全注漿充填。

除了以上長(zhǎng)壁綜采技術(shù)外，短壁開采也是小窯破壞區(qū)殘留煤復(fù)采的一種重要方式。短壁采煤法多采用連續(xù)采煤機(jī)進(jìn)行機(jī)械化連續(xù)開采，目前已形成了房柱式開采、旺格維利開采、塊段式開采等典型的短壁開采工藝。袁佳銀[21]使用短壁開采工藝在大同焦家寨礦206工作面復(fù)采，提高了煤炭資源采出率。

3.2 殘留煤復(fù)采圍巖控制技術(shù)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)對(duì)小窯破壞區(qū)殘留煤資源復(fù)采工作面圍巖控制方法研究較少，還未形成系統(tǒng)成果指導(dǎo)殘留煤開采，總結(jié)歸納殘留煤復(fù)采過程中圍巖控制方法具有重要意義。目前殘留煤開采圍巖控制技術(shù)研究主要集中在巷道貫通技術(shù)、分區(qū)支護(hù)技術(shù)、注漿填充技術(shù)等方面。葛連喜[22]在大同四臺(tái)煤礦采用巷道貫通技術(shù)，通過調(diào)整優(yōu)化巷道布置，使用小窯破壞區(qū)內(nèi)原有可利用巷道作為運(yùn)料順槽使用。使用過程中需加強(qiáng)小窯破壞區(qū)巷道頂板支護(hù)，保障生產(chǎn)安全。其他殘留煤復(fù)采區(qū)域內(nèi)原有巷道破壞較少地區(qū)，可參考此貫通技術(shù)，節(jié)省開采成本。武建軍[23]、趙小東[24]采用“分區(qū)支護(hù)”技術(shù)對(duì)小窯破壞區(qū)內(nèi)巷道采用不同支護(hù)技術(shù)方案，主要分為巷道上分層遇煤柱和巷道上分層遇采空區(qū)兩種情況，其中當(dāng)巷道上分層遇煤柱情況下采用“長(zhǎng)錨桿+錨索+金屬網(wǎng)”支護(hù)，當(dāng)巷道上分層遇采空區(qū)情況下采用工字鋼架棚支護(hù)，并搭配局部注漿提高圍巖整體強(qiáng)度。裴亞鋒[18]針對(duì)小窯破壞區(qū)巷道提出了低擾動(dòng)掘進(jìn)、高強(qiáng)度差異化支護(hù)方案，在巷道穿過巖石破碎區(qū)時(shí)采用“短進(jìn)尺”降低對(duì)破碎圍巖的擾動(dòng)，并采用工字鋼棚與錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)方案，顯著提高了巷道圍巖穩(wěn)定性。

在小窯破壞區(qū)注漿填充加固破碎巖層研究方面，新型的注漿填充材料在殘留煤復(fù)采中被廣泛使用。殘留煤復(fù)采要求注漿填充材料具有良好的韌性與變形能力，材料強(qiáng)度需要略高于煤層強(qiáng)度，同時(shí)需具有膨脹能力，并且使得材料固結(jié)后與小窯破區(qū)內(nèi)圍巖形成整體，提高圍巖強(qiáng)度。馬錢錢等[25]使用瑞米注漿填充材料填充入松散煤層，在中煤平朔井工二礦小窯破壞區(qū)實(shí)踐中取得了良好效果。韋昌新等[26]采用改良注漿填充材料快速固結(jié)小窯破壞區(qū)巷道頂板，在大同礦區(qū)東南井田掘進(jìn)中解決了冒頂?shù)劝踩珕栴}。

4 殘留煤復(fù)采災(zāi)害防治技術(shù)研究現(xiàn)狀

由于煤層已經(jīng)受到小窯破壞，老空區(qū)中會(huì)存在水、火、瓦斯等災(zāi)害隱患，導(dǎo)致復(fù)采過程中可能發(fā)生冒頂、突水、有害氣體泄露、殘留煤發(fā)火自燃等災(zāi)害[27]。針對(duì)不同礦井小窯破壞區(qū)具體工程地質(zhì)情況，制定科學(xué)合理的災(zāi)害防治技術(shù)方案，對(duì)于保障殘留煤安全復(fù)采具有重要意義。

在老空區(qū)有毒有害氣體防治技術(shù)方面，需加強(qiáng)一氧化碳、瓦斯等實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。小窯破壞區(qū)封閉性較差，易產(chǎn)生一氧化碳、瓦斯等有害氣體涌出，對(duì)礦井安全產(chǎn)生威脅，目前針對(duì)有害氣體治理主要有堵和排兩種方式。喻建等[28]使用SF6示蹤氣體脈沖釋放法對(duì)礦井內(nèi)一氧化碳?xì)怏w來源進(jìn)行檢測(cè)，該方法準(zhǔn)確檢測(cè)到一氧化碳來源，并及時(shí)封堵。閆談便[29]通過對(duì)漏風(fēng)區(qū)域采取“一段一策、一面一策”堵漏方法，快速封堵漏風(fēng)段，有效防止了一氧化碳?xì)怏w涌出。除封堵外，亦可通過超前探孔提前排放有害氣體，如齊光輝[19]在紅會(huì)礦區(qū)小窯破壞區(qū)中使用超前鉆孔排放瓦斯氣體，保障了工作面安全開采。

在防止殘留煤發(fā)火自燃方面，可使用灌漿填充技術(shù)。小窯破壞區(qū)容易發(fā)生殘留煤自燃，主要原因?yàn)槠茐膮^(qū)內(nèi)存在大量浮煤，浮煤堆積形成蓄熱環(huán)境，當(dāng)遇到通風(fēng)巷道氧氣供應(yīng)時(shí)，煤體便會(huì)氧化發(fā)熱，然后產(chǎn)生自燃[30]。防止采空區(qū)漏風(fēng)并阻攔氧氣來源可有效防止殘留煤自燃，因此可對(duì)采空區(qū)進(jìn)行灌漿填充，封堵破壞區(qū)漏風(fēng)通道[31]。在工作面掘進(jìn)過程中當(dāng)有自燃發(fā)火預(yù)兆時(shí)，亦可采用注氮、噴灑阻化劑等方法[19]。對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生火區(qū)情況，可先判斷火勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)，然后采用隔氧、降溫等技術(shù)進(jìn)行治理[32]。

5 結(jié)論與展望

小窯破壞區(qū)殘留煤炭資源精細(xì)復(fù)采對(duì)于有效回收煤炭資源、延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保障國(guó)家能源安全具有重要意義。目前，國(guó)內(nèi)外殘留煤資源精細(xì)復(fù)采仍處于起步階段。本文通過對(duì)小窯破壞區(qū)殘留煤資源開采中涉及的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題及研究現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)的綜述分析，得到了如下結(jié)論。

1) 小窯破壞區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件極為復(fù)雜，采用物探與鉆探相結(jié)合的探測(cè)技術(shù)是準(zhǔn)確查明殘留煤資源分布規(guī)律、小窯破壞區(qū)分布情況、采區(qū)邊界與煤層埋深、老空區(qū)積水賦存狀況等的重要途經(jīng)。但是，現(xiàn)有探測(cè)技術(shù)尚無法對(duì)老空區(qū)有毒有害氣體進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè)，迫切需要發(fā)展快速、高效、精確的探測(cè)技術(shù)。

2) 小窯破壞區(qū)復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境會(huì)導(dǎo)致殘留煤復(fù)采過程中異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，其可以通過相似模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬方法、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等綜合研究手段獲得。但是，目前殘留煤資源復(fù)采異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究缺乏系統(tǒng)性和普遍性，特別是缺少相關(guān)礦壓顯現(xiàn)力學(xué)模型方面的研究，亟需發(fā)展新的力學(xué)模型來科學(xué)合理解釋殘留煤復(fù)采異常礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，指導(dǎo)復(fù)采工作面圍巖控制與災(zāi)害防治。

3) 小窯破壞區(qū)殘留煤資源復(fù)采相比于常規(guī)工作面開采難度顯著增大，需要根據(jù)小窯破壞區(qū)煤層頂板破碎情況與冒落形態(tài)來選擇合理的復(fù)采模式。目前工程中常用的復(fù)采模式主要包括長(zhǎng)壁綜采和短壁開采，其中，長(zhǎng)壁綜采包括綜放復(fù)采技術(shù)和綜采一次采全高技術(shù)。對(duì)于綜放復(fù)采技術(shù)可選用綜放一次采全厚復(fù)采模式、采底放頂煤復(fù)采模式；對(duì)于綜采一次采全高復(fù)采技術(shù)可選用不充填開采模式、部分充填開采模式、黃泥注漿充填開采模式。在殘留煤復(fù)采圍巖控制方面已初步形成了巷道貫通技術(shù)、分區(qū)支護(hù)技術(shù)、注漿填充技術(shù)等。

4) 小窯破壞區(qū)中存在水、火、瓦斯等重大災(zāi)害隱患，在殘留煤資源復(fù)采過程中需加強(qiáng)有毒有害氣體實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)、老空區(qū)積水情況超前探測(cè)等，制定以“堵、排”為主的有害氣體治理模式、積水疏排方案、殘留煤自燃發(fā)火灌漿充填防治措施，保障殘留煤安全高效復(fù)采。