南山煤礦中厚煤層矸石充填材料研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求量越來(lái)越大，煤炭資源的開采量急劇增加，導(dǎo)致易采煤炭資源日趨減少。然而“三下”(鐵路下、建筑物下、水體下)壓煤儲(chǔ)量巨大，但卻沒(méi)有得到有效開采，這成為了制約礦區(qū)可持續(xù)開采以及礦區(qū)生產(chǎn)發(fā)展穩(wěn)定的重要問(wèn)題。采用頂板垮落法管理采空區(qū)會(huì)引起地表沉陷,造成房屋、道路、橋梁以及各種管道的破壞。同時(shí)在煤炭開采的過(guò)程中又排放了大量的煤矸石，礦區(qū)對(duì)于開采煤產(chǎn)生的煤矸石的處理方法一般是將煤矸石堆積在地面，占用土地資源，煤矸石經(jīng)

2、過(guò)長(zhǎng)期的風(fēng)化作用，地面的煤矸石就成了環(huán)境污染的一個(gè)重要來(lái)源。采取煤矸石充填開采的方法，既可以減少甚至消滅地上的矸石山解放土地資源，又可以作為地下采空區(qū)支撐體，減小地表沉陷，增加煤炭資源的采出量，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，解放鐵路下、村莊建筑物下與水體下的煤炭資源。利用粉煤灰、煤矸石等廢棄物充填采空區(qū)進(jìn)行充填開采是煤炭行業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨，矸石充填開采研究也將成為我們研究的重點(diǎn)。
　　本文以黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司鶴崗分公司南山煤礦22

3、-2煤層作為研究對(duì)象，研究了矸石充填材料。通過(guò)理論分析得出地表最大下沉量的表達(dá)式，其中充填體與頂板接觸時(shí)的下沉量和充填體的性質(zhì)是人為的可控因素，通過(guò)控制這兩個(gè)參數(shù)的大小，我們可以控制最終下沉量。依據(jù)該煤層的地質(zhì)情況以及采煤方法等因素建立數(shù)值分析模型，通過(guò)COMSOL Multiphysics數(shù)值模擬軟件進(jìn)行處理，數(shù)值模擬得出了未充填情況下、充填以及部分充填的應(yīng)力分布圖和頂板下沉分布圖，充填時(shí)頂板的最大下沉值為0.1379米，采取充十米留