柔模煤矸石充填開(kāi)采下采場(chǎng)覆巖沉降研究.pdf

1、柔模煤矸石膠結(jié)充填采煤技術(shù)是一種以破碎的煤矸石及粉煤灰為主要充填材料，以柔模為料漿封閉結(jié)構(gòu)，施工工藝簡(jiǎn)單，施工效率高的新型采煤方法，屬于綠色開(kāi)采技術(shù)的范濤。充填所形成充填體早期強(qiáng)度高、充實(shí)接頂率高，對(duì)采場(chǎng)覆巖及地表移動(dòng)變形的控制效果好。
　　本文以高河煤礦E1302工作面為工程背景，建立了柔模煤矸石膠結(jié)充填待充區(qū)力學(xué)模型及充填區(qū)力學(xué)模型，并利用理論計(jì)算、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬及工業(yè)性試驗(yàn)的方法，系統(tǒng)的研究了柔模煤矸石膠結(jié)充填條件下采場(chǎng)

2、礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、巖層及地表移動(dòng)變形規(guī)律，取得的主要成果如下：
　?。?）通過(guò)分析高河煤礦地質(zhì)條件、現(xiàn)有充填技術(shù)及柔模煤矸石膠結(jié)充填采煤技術(shù)，建立了基于 Winkler彈性地基梁理論的柔模煤矸石膠結(jié)充填區(qū)簡(jiǎn)化力學(xué)模型及待充區(qū)簡(jiǎn)化力學(xué)模型。
　　（2）分析了柔模煤矸石充填采場(chǎng)充填體與覆巖的相互作用機(jī)理，通過(guò)對(duì)充填區(qū)力學(xué)模型及待充區(qū)力學(xué)模型的系統(tǒng)分析，分別推導(dǎo)出了采空區(qū)頂板撓度、地面沉陷與充填體彈模等力學(xué)特性之間的關(guān)系式及待充區(qū)巖梁

3、的極限跨距。
　?。?）根據(jù)柔模煤矸石充填力學(xué)模型，利用 FLAC3D針對(duì)不同充填體強(qiáng)度、不同充填體充實(shí)接頂率條件下的工況進(jìn)行了模擬計(jì)算，結(jié)果表明：相對(duì)于提高充填體強(qiáng)度，提高充填體完全充實(shí)率對(duì)采場(chǎng)圍巖活動(dòng)的控制效果更加明顯，最后對(duì)地表的最大沉陷進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)結(jié)果同模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，煤層開(kāi)采對(duì)地表建（構(gòu)）筑物的破壞均可控制在Ⅰ級(jí)極輕微程度范圍內(nèi)，無(wú)需對(duì)地面建（構(gòu)）筑物進(jìn)行加固或維修，更不用對(duì)村莊進(jìn)行搬遷，達(dá)到了充填的目的