柔模煤矸石充填開采下采場覆巖沉降研究.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)，施工工藝簡單，施工效率高的新型采煤方法，屬于綠色開采技術(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，對采場覆巖及地表移動變形的控制效果好。
　　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

2、礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、巖層及地表移動變形規(guī)律，取得的主要成果如下：
　?。?）通過分析高河煤礦地質(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)簡化力學(xué)模型及待充區(qū)簡化力學(xué)模型。
　?。?）分析了柔模煤矸石充填采場充填體與覆巖的相互作用機(jī)理，通過對充填區(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：相對于提高充填體強(qiáng)度，提高充填體完全充實(shí)率對采場圍巖活動的控制效果更加明顯，最后對地表的最大沉陷進(jìn)行了預(yù)測，并將預(yù)測結(jié)果同模擬結(jié)果進(jìn)行了對比分析，煤層開采對地表建（構(gòu)）筑物的破壞均可控制在Ⅰ級極輕微程度范圍內(nèi)，無需對地面建（構(gòu)）筑物進(jìn)行加固或維修，更不用對村莊進(jìn)行搬遷，達(dá)到了充填的目的