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《综合机械化固体充填采煤技术要求GB/T39338-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4一般要求4.1充填采煤设计4.2固体充填材料选择contents目录5系统布置技术要求5.1充填采煤工作面布置5.2固体充填材料输送系统布置6设备要求6.1综合机械化固体充填设备6.2综合机械化采煤设备7工艺要求contents目录7.1采煤与充填工艺7.2充填工艺8岩层移动控制要求9围岩破坏和地表移动预计9.1等价采高计算方法9.2固体充填采煤后围岩破坏和地表移动预计contents目录10岩层与地表移动观测要求10.1固体充填采煤工作面矿压观测10.2充填材料承载压缩率监测10.3建(构)筑物下固体充填采煤地表移动观测10.4铁路下固体充填采煤地表移动观测10.5近水体下固体充填采煤围岩破坏及地表移动观测011范围适用范围该标准适用于采用综合机械化固体充填采煤方法进行的煤炭开采活动。涵盖了从系统布置到设备选择、工艺实施以及岩层与地表移动观测等全过程的技术要求。不适用范围本标准不适用于非机械化固体充填采煤方法。对于特定地质条件、特殊采煤工艺或特定环境要求,可能需要额外的技术规定或标准。应用对象煤炭生产企业、煤矿设计单位、相关科研院所及高等院校等组织和个人,在进行综合机械化固体充填采煤时,应参照本标准执行。政府部门、监管机构及煤矿安全监察机构等,在对综合机械化固体充填采煤进行监管和检查时,可将本标准作为重要依据。022规范性引用文件相关国家标准AQ标准AQ标准是煤炭行业的安全生产标准,该技术要求同样引用了相关的AQ标准,以确保综合机械化固体充填采煤过程的安全性。GB标准该技术要求引用了多个GB标准,包括但不限于GB/TXXXX-XXXX(具体编号根据实际应用而定),这些标准主要涉及到煤炭行业的术语、安全规范以及设备技术要求等。除了国家标准外,该技术要求还参考了煤炭行业的相关标准,这些标准更具针对性和专业性,为综合机械化固体充填采煤提供了更具体的指导。煤炭行业标准在实际操作中,各煤炭企业可能根据自身情况制定了一系列内部规范,该技术要求也考虑到了这些企业内部规范,以确保标准的实际应用效果。企业内部规范行业标准和企业规范煤炭法律法规该技术要求的制定和实施必须符合国家的法律法规,包括但不限于《煤炭法》、《安全生产法》等,确保采煤活动的合法性和安全性。相关政策文件法律法规和政策文件政府发布的相关政策文件也是该技术要求的重要引用来源,这些政策文件为综合机械化固体充填采煤提供了政策支持和指导方向。0102033术语和定义定义利用综合机械化设备进行采煤和充填作业,实现煤炭开采与固体废弃物充填一体化的采煤方法。特点提高煤炭资源回收率,减少地面沉陷,保护环境。3.1综合机械化固体充填采煤定义用于充填采煤工作面的固体废弃物,如矸石、粉煤灰、炉渣等。要求充填材料应满足一定的物理力学性能和环保要求,确保充填效果和作业安全。3.2固体充填材料由充填材料制备、运输、储存和充填等环节组成的系统。定义实现固体充填材料的制备、运输和充填作业,确保充填过程的连续性和稳定性。功能3.3充填系统定义通过采取技术措施,控制采煤过程中岩层的移动和变形,保护地面建筑物和生态环境。方法包括选择合适的采煤方法、优化采煤工艺参数、加强支护措施等。3.4岩层移动控制044一般要求必须制定详细的安全操作规程,包括设备操作、应急处理等方面。定期对作业人员进行安全培训,提高他们的安全意识和应急处理能力。采煤工作面必须符合国家安全生产相关法律法规,确保作业人员的人身安全。4.1安全生产要求采煤过程中产生的废弃物必须按照国家环保法规进行处理,减少对环境的污染。4.2环境保护要求采取有效的措施降低噪音、粉尘等污染物的排放,保护周边环境。鼓励采用环保型材料和设备,提高资源利用效率。010203综合机械化固体充填采煤应提高采煤效率,减少资源浪费。优化采煤工艺和设备配置,提高生产自动化水平。定期对设备进行维护保养,确保设备处于良好状态,减少故障率。4.3采煤效率要求4.4质量控制要求建立完善的质量管理体系,对采煤过程进行全面监控和管理。定期对煤炭进行质量检测,及时发现并处理质量问题。采煤过程中应严格控制煤炭质量,确保煤炭产品符合国家标准和客户要求。010203054.1充填采煤设计安全性原则设计应确保采煤过程中的安全,预防和控制可能的风险。经济性原则在满足安全、技术可行的前提下,应追求经济效益最大化。环保性原则设计应考虑采煤活动对环境的影响,尽可能减少对生态环境的破坏。可持续性原则设计应兼顾当前和未来的资源利用,实现煤炭资源的可持续开采。设计原则设计内容充填材料选择根据地质条件和采煤技术要求,选择合适的充填材料,如矸石、粉煤灰等。充填工艺设计确定充填材料的运输、储存和充填方式,以及充填过程中的安全措施。采煤与充填协调设计确保采煤与充填作业的相互协调,提高采煤效率,同时保证充填质量。岩层移动控制设计预测和评估采煤过程中岩层移动的影响,制定相应的控制措施。收集现场地质、水文、环境等资料,为设计提供依据。根据调研资料,进行初步设计,包括充填材料选择、充填工艺等。在初步设计的基础上,进行详细设计,包括具体的采煤与充填方案、岩层移动控制措施等。组织专家对设计进行审查,根据审查意见进行优化和完善。设计流程现场调研初步设计详细设计设计审查与优化064.2固体充填材料选择利用井下或地面的矸石作为充填材料,既解决了矸石的排放问题,又能实现资源的再利用。矸石充填材料包括河砂、山砂等,具有较好的透水性,易于密实,是常用的充填材料之一。砂石充填材料利用电厂废弃物粉煤灰作为充填材料,既解决了废弃物处理问题,又能实现资源的再利用。粉煤灰充填材料充填材料种类010203010203充填材料应具有良好的透水性,以便于充填体的密实和排水。充填材料应具有一定的强度,以承受采空区的围岩压力,防止充填体被压垮。充填材料应易于运输和贮存,以便于井下充填作业的实施。充填材料性能要求应优先考虑利用矿井附近的废弃物或天然材料作为充填材料,以降低运输成本。就地取材原则在选择充填材料时,应综合考虑材料成本、运输成本以及充填作业成本等因素,选择经济合理的充填材料。经济性原则应选择对环境影响小的充填材料,避免对生态环境造成二次污染。环保性原则充填材料选择原则075系统布置技术要求5.1充填工作面布置充填工作面应与采煤工作面相适应,确保充填作业与采煤作业的协调进行。应根据地质条件和采煤方法,合理选择充填工作面的布置方式和参数。应建立完善的充填材料运输与储存系统,确保充填材料的及时供应和储存安全。运输系统应满足充填材料的运输需求,同时考虑运输过程中的环保和安全要求。5.2充填材料运输与储存系统5.3充填设备布置与选型应根据充填工艺要求,合理布置和选型充填设备,确保充填作业的顺利进行。充填设备的布置应考虑设备的维护、检修和更换的便利性。充填管路的布置应合理、紧凑,减少管路阻力和压力损失。管路连接应牢固、可靠,防止漏料和堵塞现象的发生。同时,应便于管路的清洗和维护。5.4充填管路布置与连接085.1充填采煤工作面布置安全原则确保充填采煤工作面的布置能保障作业人员的安全,降低事故风险。效率原则优化布置方式,提高采煤和充填作业的效率,减少不必要的工时和资源浪费。灵活性原则根据地质条件和煤层赋存情况,灵活调整工作面布置,以适应不同的采煤需求。工作面布置原则适用于煤层赋存稳定、地质条件简单的矿区,可实现高效、连续的采煤作业。长壁工作面布置适用于煤层赋存不稳定、地质条件复杂的矿区,可提高采煤的灵活性和适应性。短壁工作面布置根据煤层的走向和倾向,合理布置工作面,以充分利用煤层的赋存条件,提高采煤效率。走向长壁与倾向长壁布置工作面布置方式采煤机选用先进的充填设备,确保充填材料的均匀性和密实性,提高充填效果。充填设备运输设备配置合适的运输设备,确保煤炭和充填材料的及时运输,保障采煤和充填作业的连续性。根据煤层厚度和硬度,选择合适的采煤机型号和功率,确保高效、安全地采煤。工作面设备配置010203制定严格的安全操作规程,确保作业人员遵守安全规定,降低事故风险。配备完善的安全设施和救援设备,提高应对突发事件的能力。定期开展安全培训和应急演练,提高作业人员的安全意识和自救互救能力。安全措施与应急预案095.2固体充填材料输送系统布置灵活可调根据采煤工作面的推进情况,方便调整输送系统的布置。安全可靠确保充填材料输送过程中的安全性和稳定性,防止堵塞、泄漏等事故的发生。高效顺畅优化输送路径,减少输送阻力,提高输送效率。系统布置原则用于存储充填材料的设施,应具备足够的容量和良好的密封性。充填材料仓包括皮带输送机、刮板输送机等,用于将充填材料从仓内输送至采煤工作面。输送设备对输送设备进行集中控制,实现自动化、智能化管理。控制系统输送系统组成布置要点合理确定充填材料仓的位置和容量,确保其满足采煤工作面的需求。01根据采煤工作面的实际情况,选择合适的输送设备和控制方式。02在输送系统中设置必要的监测和保护装置,确保系统的安全可靠运行。03在布置输送系统时,应充分考虑采煤工作面的地质条件和环境因素,避免对采煤作业造成干扰。定期对输送系统进行维护和保养,确保其处于良好的工作状态。加强操作人员的培训和管理,提高其对输送系统的操作和维护能力。注意事项010203106设备要求010203充填设备应具备高效、稳定、可靠的特性,以确保充填作业的连续性和充填质量。充填设备应能够适应不同固体充填材料的特性和要求,如粒度、密度、湿度等。充填设备应具有良好的密封性能,防止充填过程中产生粉尘污染。6.1充填设备采煤设备应具备高效、安全、智能化的特点,以提高采煤效率和降低工人劳动强度。6.2采煤设备采煤设备应与充填设备相协调,确保采煤与充填作业的顺畅进行。采煤设备应具备良好的环保性能,减少采煤过程中的噪音、粉尘等污染。6.3辅助设备0302辅助设备包括输送设备、破碎设备、筛分设备等,应能够满足固体充填采煤的生产需求。01辅助设备的选型和配置应充分考虑生产现场的实际条件和需求。辅助设备应具备良好的稳定性和可靠性,确保生产过程的顺利进行。应建立完善的设备维护与保养制度,确保设备的正常运行和延长使用寿命。加强设备的日常检查和维护工作,及时发现并处理潜在的安全隐患。定期对设备进行检修、保养和更换易损件,以减少故障率和提高设备性能。6.4设备维护与保养116.1综合机械化固体充填设备充填输送设备用于将充填材料从料场或储存设施输送至充填工作面的专用设备,确保其连续、稳定地供应充填材料。充填设备包括充填机、夯实机等,用于将充填材料均匀、密实地充填到采空区中,以达到控制岩层移动和地表沉陷的目的。设备种类与功能设备选型与配置根据矿井地质条件、采煤方法、充填材料特性等因素,合理选择充填设备的型号和规格,确保其满足充填作业的需求。充填设备的配置应充分考虑设备的生产能力、运输距离、充填材料的物理性质等因素,以实现高效、安全的充填作业。设备维护与保养定期对充填设备进行维护和保养,确保其处于良好的工作状态,提高设备的使用寿命和可靠性。建立设备故障预警和快速响应机制,及时发现并处理设备故障,减少对充填作业的影响。充填设备应符合国家相关安全标准和规定,确保操作人员的安全。在设备设计和使用过程中,应充分考虑环保因素,降低噪音、减少粉尘污染,实现绿色、环保的采煤充填作业。设备安全与环保126.2综合机械化采煤设备采煤机用于破煤和装煤,是实现机械化采煤的关键设备。刮板输送机液压支架转载机破碎机主要用于运输煤炭和物料,同时也可作为采煤机的运行轨道。用于支护工作面顶板,防止岩层冒落,保障采煤工作安全进行。位于工作面下出口区段平巷内,将工作面运出的煤转载到带式输送机上。用于破碎大块煤,以便于运输和后续加工。设备种类与功能根据煤层厚度、硬度、倾角等地质条件,以及矿井生产能力、技术经济指标等因素,综合确定采煤设备的选型。设备的配置应满足采煤工艺的要求,确保各设备之间的协调配合,提高采煤效率。设备选型与配置设备维护与保养定期对采煤设备进行维护和保养,确保设备处于良好的工作状态。对设备出现的故障和问题及时进行排查和处理,防止因设备故障影响采煤进度和安全。““随着科技的不断进步和采煤技术的不断发展,应适时对采煤设备进行更新和升级。引进先进的采煤设备和技术,提高矿井的生产能力和安全水平。设备更新与升级137工艺要求010203充填材料应选用符合标准的固体废弃物或专用充填材料。充填材料制备过程中应严格控制配比,确保充填体的强度和稳定性。充填材料输送系统应设计合理,确保连续、均匀地将充填材料输送至采煤工作面。7.1充填材料制备与输送采煤机应选用适合综合机械化固体充填采煤方法的型号,确保高效、安全地采煤。充填作业应与采煤作业紧密配合,确保采煤后及时进行充填,防止顶板垮落和地表沉陷。充填过程中应严格控制充填体的密实度,确保充填效果。7.2采煤与充填作业010203采空区应及时进行充填,防止瓦斯积聚和自燃发火等安全隐患。7.3采空区处理充填完成后,应对采空区进行监测,确保充填体的稳定性和安全性。对于可能出现的局部空洞和裂缝,应及时进行处理,防止影响整个充填体的稳定性。7.4环境保护与职业健康对于产生的废水、废渣等污染物,应采取有效的处理措施,防止对环境造成污染。采煤和充填作业过程中应严格遵守职业健康和安全规定,确保作业人员的身体健康和安全。充填材料制备和输送过程中应采取防尘措施,减少粉尘对环境和作业人员的影响。010203147.1采煤与充填工艺采煤设备配置选用适合的采煤设备,如采煤机、刮板输送机等,实现机械化采煤,提高采煤效率。采煤作业流程制定详细的采煤作业流程,包括落煤、装煤、运煤等环节,确保采煤过程的顺畅进行。采煤方法选择根据煤层赋存条件、充填材料特性等因素,合理选择采煤方法,确保采煤过程的安全与高效。7.1.1采煤工艺7.1.2充填工艺充填材料选择根据采煤后形成的采空区情况,选择适合的充填材料,如矸石、粉煤灰等,确保充填效果满足要求。充填设备配置选用适合的充填设备,如充填输送机、充填泵等,实现机械化充填,提高充填效率。充填作业流程制定详细的充填作业流程,包括充填材料制备、运输、充填等环节,确保充填过程的顺利进行。同时,需关注充填过程中的安全问题,如防止充填材料堵塞、泄漏等。时序安排合理安排采煤与充填的时序,确保两者之间的协调配合。在采煤过程中,需预留出足够的充填时间和空间。7.1.3采煤与充填协调配合人员配置根据采煤与充填的工艺要求,合理配置作业人员,确保各环节的顺畅进行。同时,需加强作业人员的培训和管理,提高其技能水平和安全意识。监测与调整在采煤与充填过程中,需加强监测工作,及时发现并处理可能出现的问题。同时,根据实际情况对采煤与充填工艺进行调整和优化,以提高整体效率和安全性。157.2充填工艺010203充填材料应符合环保要求,可选择煤矸石、粉煤灰等工业废弃物作为主要原料。充填材料应经过破碎、筛分等加工工艺,确保其粒径、含水率等指标满足充填要求。加工过程中应注意除尘和降噪,减少对环境和工人的影响。7.2.1充填材料选择与加工充填系统应布置在合适的位置,确保充填管路短、弯头少,降低输送阻力。7.2.2充填系统布置与运行充填系统应具备自动控制和监测功能,实现充填过程的智能化管理。充填过程中应定期检查管路磨损情况,及时更换磨损严重的管路。7.2.3充填工艺参数确定与优化根据矿井地质条件和采煤方法,合理确定充填步距、充填厚度等工艺参数。01通过试验和监测数据对充填工艺参数进行优化,提高充填效果和采煤效率。02定期对充填体进行取样检测,确保其强度、稳定性等指标满足安全生产要求。037.2.4充填过程中的安全防护措施定期对充填系统进行安全检查和维护,确保其处于良好运行状态。工人应佩戴合适的劳动防护用品,确保人身安全。充填过程中应加强通风管理,防止有害气体积聚和粉尘飞扬。010203168岩层移动控制要求通过科学合理的采煤和充填方法,确保岩层在采煤过程中的稳定性,防止岩层移动对采煤工作造成不利影响。确保岩层稳定采取有效的岩层控制措施,预防因岩层移动引发的地质灾害,如地表塌陷、山体滑坡等。预防地质灾害8.1控制原则合理布置采煤工作面根据地质条件和采煤需求,合理布置采煤工作面,以减少对岩层的扰动。充填材料选择选择适当的充填材料,确保其具有良好的承载能力和稳定性,以有效控制岩层移动。岩层加固措施在必要时,采取岩层加固措施,如注浆加固、锚杆支护等,以增强岩层的稳定性。8.2控制方法建立岩层移动监测系统,实时监测岩层移动情况,为及时调整岩层控制措施提供依据。岩层移动监测设定岩层移动预警值,当监测数据达到预警值时,立即启动预警机制,采取相应措施确保采煤安全。预警机制8.3监测与预警VS针对可能出现的岩层移动风险,制定完善的应急预案,明确应急处置流程和措施。应急演练定期组织应急演练,提高应急处置能力,确保在紧急情况下能够迅速、有效地应对岩层移动风险。应急预案制定8.4应急处置179围岩破坏和地表移动预计破坏范围预测根据地质条件、采煤方法和充填材料等因素,预测围岩可能出现破坏的范围和程度。破坏类型分析预防措施建议9.1围岩破坏预计分析不同破坏类型(如冒落、片帮、底鼓等)的可能性及其对采煤工作的影响。提出针对性的预防措施,如加强支护、优化采煤工艺等,以降低围岩破坏的风险。移动规律分析根据地质条件、采煤深度、采煤方法和充填情况等因素,分析地表移动的规律和特点。9.2地表移动预计移动量预测预测地表在不同采煤阶段可能出现的移动量和移动范围,为地表建筑物的保护和规划提供依据。监测与预警提出地表移动的监测方案和预警机制,及时发现并处理潜在的安全隐患。189.1等价采高计算方法等价采高的定义等价采高是指在固体充填采煤过程中,将充填物料视为原煤的一部分,通过计算得出的与原煤开采高度等效的充填物料高度。该参数是评估固体充填采煤效果的重要指标,有助于了解充填开采对覆岩移动和地表沉陷的控制效果。等价采高的计算方法根据充填物料的压缩特性和覆岩的移动规律,通过理论分析和实验研究,确定等价采高的计算公式。在具体计算时,需要考虑充填物料的类型、密度、压缩性等因素,以及采煤工作面的实际情况。““通过计算等价采高,可以预测和控制固体充填采煤过程中的岩层移动和地表沉陷,从而保障采矿安全。同时,等价采高也是优化充填工艺、提高充填效果的重要依据,有助于实现绿色、高效的煤炭开采。等价采高的应用注意事项在计算等价采高时,应确保所使用的充填物料和采煤工作面的数据准确无误。需要根据实际情况灵活调整计算方法和参数设置,以获得更准确的等价采高值。199.2固体充填采煤后围岩破坏和地表移动预计经验公式法基于大量实测数据和经验总结,通过数学公式对围岩破坏和地表移动进行预计。数值模拟法利用计算机数值模拟技术,模拟固体充填采煤过程中的围岩应力和变形情况,进而预计围岩破坏和地表移动。预计方法围岩破坏范围根据采煤方法和地质条件,预计固体充填采煤后可能引起的围岩破坏范围。地表移动量预计固体充填采煤后地表可能产生的移动量,包括下沉、水平移动等。预计内容地层结构、岩石力学性质等地质因素对围岩破坏和地表移动有重要影响。地质条件不同的采煤方法会对围岩和地表产生不同的影响。采煤方法充填材料的物理力学性质及其充填工艺对围岩破坏和地表移动也有一定影响。充填材料影响因素010203选择合理的采煤方法,减少对围岩的扰动和破坏。优化采煤方法加强支护措施实时监测与预警在采煤过程中加强支护措施,防止围岩失稳和破坏。建立实时监测与预警系统,及时发现并处理围岩破坏和地表移动等安全隐患。预防措施2010岩层与地表移动观测要求通过对岩层与地表的定期观测,了解采煤过程中岩层和地表的移动情况,为采煤工作提供科学依据。掌握岩层与地表移动规律及时发现岩层与地表移动的异常情况,预防地质灾害的发生,确保采煤工作的安全进行。确保采煤安全观测目的观测内容地表移动观测观测地表在采煤过程中的移动情况,包括地表的沉降、裂缝等。岩层移动观测观测岩层在采煤过程中的移动情况,包括岩层的下沉、水平移动等。在采煤影响范围内设立观测站,定期对岩层与地表进行观测。设立观测站采用全站仪、水准仪等专业仪器进行观测,确保观测数据的准确性。使用专业仪器详细记录观测数据,并对数据进行分析,掌握岩层与地表的移动规律。数据记录与分析观测方法观测频率根据采煤进度和岩层、地表移动情况,合理确定观测频率,确保及时发现问题。观测周期从采煤工作开始至稳定后一段时间内,持续进行岩层与地表的移动观测。观测频率与周期2110.1固体充填采煤工作面矿压观测矿压观测能够及时发现潜在的矿压异常,预防冒顶、片帮等事故的发生,确保采煤工作的安全进行。保障采煤工作安全通过对矿压的实时观测和分析,可以为采煤工艺的优化提供数据支持,提高采煤效率。指导采煤工艺优化矿压观测有助于了解围岩的应力分布和变形情况,从而评估围岩的稳定性,为采煤工作面的支护设计提供依据。评估围岩稳定性矿压观测的重要性通过设置测点,定期观测和记录矿压数据,分析矿压变化规律。这种方法简单易行,但实时性较差。常规矿压观测法利用传感器和数据采集技术,实时监测矿压数据,并通过数据分析软件进行处理和分析。这种方法具有实时性强、数据准确度高等优点。在线矿压监测系统矿压观测的方法合理布置测点根据采煤工作面的实际情况,合理布置矿压观测测点,确保数据的准确性和代表性。定期维护设备对矿压观测设备进行定期检查和维护,确保其正常运行和数据准确性。及时处理异常数据一旦发现矿压数据异常,应立即采取措施进行处理,避免事故的发生。矿压观测的注意事项2210.2充填材料承载压缩率监测确保充填材料质量通过监测充填材料的承载压缩率,可以评估其质量是否符合标准要求,从而保证采煤工作面的稳定性和安全性。优化充填工艺根据监测结果,可以及时调整充填材料的配比和施工工艺,以提高充填效果,减少岩层移动和地表沉陷。监测目的实验室测试在实验室内对充填材料进行承载压缩试验,测定其在不同压力下的压缩率,为现场监测提供数据支持。现场实时监测监测方法在采煤工作面设置监测点,实时监测充填材料的承载压缩率,确保充填效果符合设计要求。0102VS指充填材料在承受一定压力时发生的压缩变形量与原高度的比值,是反映充填材料承载性能的重要指标。压缩速率指充填材料在承受压力过程中单位时间内的压缩变形量,可以反映充填材料的稳定性和持久性。承载压缩率监测指标对监测数据进行整理、分析和处理,绘制承载压缩率变化曲线图,分析充填材料的承载性能和压缩特性。数据处理与分析将监测结果及时反馈给相关部门和人员,为调整充填材料配比、优化充填工艺和提高采煤效率提供科学依据。同时,也可以为类似条件下的综合机械化固体充填采煤提供经验借鉴和技术支持。结果应用与反馈监测结果分析与应用2310.3建(构)筑物下固体充填采煤地表移动观测通过观测地表移动情况,了解固体充填采煤对地表的影响,为采煤工作提供指导。掌握地表移动规律及时发现地表移动对建(构)筑物的影响,采取有效措施进行防范和保护。保障建(构)筑物安全根据地表移动观测数据,调整和优化固体充填采煤工艺,提高采煤效率和安全性。优化采煤工艺观测目的地表移动范围记录地表裂缝、塌陷等变形情况,分析其对建(构)筑物的影响。地表变形情况地下水位变化监测地下水位的变化情况,评估其对地表移动和建(构)筑物的影响。观测固体充填采煤过程中地表移动的范围和程度。观

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