固體密實條帶充填開采巖層移動規(guī)律模擬研究.pdf

1、固體密實條帶充填開采是一種集充填開采與條帶開采優(yōu)勢于一體的新型綠色開采技術(shù),具有控制地表沉降、提高資源回收率、降低充填成本、改善礦區(qū)環(huán)境的優(yōu)勢。在目前我國東部資源枯竭、大量條帶煤柱滯留、充填成本過高、煤炭資源開采環(huán)境約束增加的背景下,固體密實條帶充填開采有著應(yīng)用推廣前景。本文通過相似材料模型、理論分析、力學(xué)實驗和數(shù)值模擬等研究手段,對固體密實條帶充填開采的巖層移動規(guī)律進(jìn)行了模擬研究,所作工作及主要研究成果如下:
　　1)借鑒條帶開

2、采煤柱穩(wěn)定性理論,對固體密實條帶充填后偽條帶煤柱的承載能力進(jìn)行了理論分析,并確定了偽條帶煤柱約束區(qū)寬度。
　　2)針對煤矸石壓縮特性進(jìn)行了研究,系統(tǒng)分析了不同粒徑和不同級配條件下的矸石應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,得出了矸石壓縮特性和最優(yōu)級配,對矸石材料孔隙率、碎脹系數(shù)和變形模量隨軸向應(yīng)力的變化進(jìn)行回歸分析,獲取其與軸向應(yīng)力的關(guān)系。
　　3)采用相似材料模型和數(shù)值模擬手段,對固體密實條帶充填開采覆巖運(yùn)動特征進(jìn)行研究,獲取了固體密實條帶充填

3、開采條件下巖層移動變形特征和覆巖結(jié)構(gòu)動態(tài)演變過程,揭示了該開采條件下的采場應(yīng)力分布和演化規(guī)律。
　　4)以兗州礦區(qū)地質(zhì)采礦條件為基礎(chǔ),利用FLAC3D軟件對相同地質(zhì)采礦條件下的固體密實條帶充填開采、垮落法開采、條帶法開采和充填法開采進(jìn)行了數(shù)值模擬對比研究,分析了不同開采方式下地表移動盆地角值參數(shù)、最大下沉值、減沉率等參數(shù)的特征,揭示了固體密實條帶充填開采地表移動規(guī)律。
　　論文研究成果為“三下”壓煤的開采提供了一種有效的途徑