厚煤層護巷煤柱膏體充填分層開采覆巖控制研究.pdf

1、膏體充填是實現(xiàn)煤礦綠色開采的主要技術(shù)手段之一,也是實現(xiàn)老礦井遺留煤柱資源安全回收的重要途徑。衰老礦井的煤柱開采條件復(fù)雜,工藝相對落后,常用分層開采法回收厚煤層煤柱,然而煤礦開采中充填體作為假頂,其穩(wěn)定性影響因素的研究相對匱乏。本文以韓王煤礦厚煤層護巷煤柱膏體充填開采為研究背景,對上、下分層巷采工作面協(xié)調(diào)布置、巷采工作面合理采寬、充填體假頂穩(wěn)定性、支承壓力影響因素等做了系統(tǒng)研究,取得以下成果:
　　(1)本文針對韓王礦厚煤層護巷煤柱

2、的回收,提出無煤柱分層巷采全部充填法。該方法上分層巷采工作面傾斜布置,下分層巷采工作面?zhèn)涡辈贾?減小了充填體之間弱面對假頂強度的影響。
　　(2)建立充填體假頂力學(xué)模型,推導(dǎo)出了上覆巖層對假頂是否施加載荷的判據(jù)和假頂極限跨距公式,通過公式計算發(fā)現(xiàn),①不同強度的充填體假頂厚度對其穩(wěn)定性的影響規(guī)律不同,抗拉強度較小時,假頂厚度與極限跨距關(guān)系曲線存在極值點,假頂并非越厚越穩(wěn)定;假頂強度較大時極限跨距與厚度呈正相關(guān)趨勢。②假頂極限跨距隨著

3、假頂?shù)膹姸鹊脑黾佣黾?數(shù)值模擬也證明了這一點。
　　(3)理論分析表明,工作面推進到老頂初次垮落步距時,采高從0開始增加,工作面前方支承壓力峰值從0增加到一定數(shù)值后老頂斷裂,而后采高繼續(xù)增加,支承壓力峰值有所減小并向煤壁深處轉(zhuǎn)移。本文根據(jù)此規(guī)律推算出了老頂斷裂前的極限采高mmax公式。
　　(4)數(shù)值模擬結(jié)果表明,老頂斷裂與否關(guān)系到采高對支承壓力分布規(guī)律的影響。膏體充填開采等價采高較小,老頂不斷裂,隨著等價采高的增加支承壓