羊渠河矿霍庄煤柱充填开采上覆岩层变形移动规律研究

发布时间：2017-12-16 03:29

  本文关键词：羊渠河矿霍庄煤柱充填开采上覆岩层变形移动规律研究

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【摘要】：羊渠河煤矿霍庄煤柱充填开采工作面实现了矸石与粉煤灰在井下处理,实现建筑物下压煤采出率在85%以上,延长了矿井的服务年限,改善了矿区周边生态与生存环境。本文结合霍庄煤柱充填工作面工程地质背景,利用理论分析、物理试验等研究方法对充填材料的各项性能进行了分析,利用数值模拟软件Udec对不同充实率下的上覆岩层变形移动规律以及裂隙发育规律进行了研究,对工作面地表的下沉监测数据进行了分析,主要取得了以下结论:(1)确定了充填材料成分构成以及具体的配比,充填材料中煤矸石、粉煤灰以及水泥的比例为8:4:1。对充填材料的性能指标进行了测定,其中充填材料的塌落度为20cm,分层度为14mm,充填膏体的沁出率为1.63%。充填材料的的单轴抗压强度极限为4.74~6.2MPa,充填材料的拉力峰值介于1.0~1.8kN之间。(2)利用Udec数值模拟软件对霍庄煤柱的开采进行了计算,得到了不同充实率下上覆岩层的移动规律。充实率为95%时,超前支承应力峰值为6MPa,最大下沉量为352mm,裂隙发育不是很明显,裂隙发育高度为18m,塑性区在直接顶中发育充分,基本顶仅发生弯曲下沉;充实率为85%时,超前支承应力峰值为8MPa,最大下沉量为590mm,裂隙的整体发育范围扩展至工作面后方20~90m,裂隙发育高度为36m,塑性区发育至基本顶中部,充实率为75%时,超前支承应力峰值为14MPa,最大下沉量为810mm,裂隙的范围在工作面后方扩展至6~102m,裂隙高度为48m。(3)进行了巷道表面位移和地表下沉量的监测,实际监测结果显示,走向线地表最大下沉值为124mm,倾向地表下沉值为139mm,其余地表变形指标也都在合理的范围内,充填开采达到了控制地表下沉的预期。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD325

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本文编号：1294550