基于不同充實(shí)率條件下充填開采覆巖裂隙演化規(guī)律研究.pdf

1、利用充填采煤技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)安全開采，提高煤炭資源采出率，同時(shí)對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境也能起到積極作用。本文主要在對(duì)覆巖移動(dòng)和采動(dòng)裂隙演化相關(guān)理論和計(jì)算進(jìn)行歸納總結(jié)基礎(chǔ)上，依據(jù)巖石基礎(chǔ)力學(xué)參數(shù)測(cè)試結(jié)果對(duì)皖北五溝煤礦CT101工作面的不同充實(shí)率下的充填開采進(jìn)行了FLAC3D數(shù)值模擬，分析了隨著充實(shí)率的規(guī)律變化其覆巖采動(dòng)裂隙發(fā)育高度和采場(chǎng)圍巖應(yīng)力的變化情況。并對(duì)比五溝煤礦CT101工作面充填開采實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合分析。希望能給其他類似條件下的充填工作面實(shí)現(xiàn)

2、安全高效回采提供一定借鑒作用。論文詳細(xì)研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)充填開采相關(guān)理論、模型介紹。主要以彈性地基梁為代表介紹了充填開采力學(xué)簡(jiǎn)化模型并對(duì)模型進(jìn)行解析運(yùn)算，同時(shí)建立了充實(shí)率與覆巖采動(dòng)裂隙發(fā)育高度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。
　　(2)本章節(jié)以五溝煤礦10煤CT101充填開采工作面地質(zhì)條件為基本依據(jù)，結(jié)合巖石基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)試結(jié)果，數(shù)值模擬并分析了充實(shí)率為50％、65％、80％、90％四種充填條件下的覆巖塑性區(qū)、圍巖位移場(chǎng)、圍巖應(yīng)力場(chǎng)分

3、布演化規(guī)律。
　　(3)五溝煤礦CT101工作面充填開采實(shí)踐。在進(jìn)行上述章節(jié)內(nèi)容的敘述之后，在論文第四章介紹了五溝煤礦CT101工作面充填開采實(shí)踐，分析礦壓顯現(xiàn)和采動(dòng)裂隙發(fā)育實(shí)測(cè)結(jié)果，與第二章理論分析所得出的采動(dòng)裂隙發(fā)育高度和第三章數(shù)值模擬結(jié)果相對(duì)比，得出結(jié)論。
　　本論文通過以上研究，得出充填開采不存在傳統(tǒng)意義上的“三帶”，只存在局部冒落區(qū)，且隨著充實(shí)率的增加，覆巖的移動(dòng)變形更加緩和，裂隙發(fā)育高度顯著降低:充填開采條件下，

4、充填工作面覆巖只存在微小的斷裂下沉帶而無(wú)垮落帶，且下沉帶只會(huì)波及距離采場(chǎng)較近的下位巖層。數(shù)值模擬結(jié)果顯示，充填開采條件下，充實(shí)率達(dá)到80％和90％后，覆巖塑性區(qū)發(fā)育范圍極小，只在煤層頂板上方10m內(nèi)，覆巖垂直位移顯著降低，最大下沉量?jī)H為290mm～580mm，圍巖應(yīng)力水平明顯下降，圍巖應(yīng)力集中系數(shù)僅為1.22～1.32，工作面超前支承壓力影響范圍小于7m。五溝煤礦CT101工作面采空區(qū)在充實(shí)率為89％條件下，覆巖運(yùn)動(dòng)形式表現(xiàn)為失穩(wěn)斷裂、