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人工矿柱协同固体充填回收房式煤柱技术

发布时间:2018-04-29 23:12

  本文选题:回收房式煤柱 + 人工矿柱 ; 参考:《中国矿业大学》2016年硕士论文


【摘要】:西部矿区存在的大量房式遗留煤柱容易引发顶板垮塌、矿震、采空区自然发火及地表沉陷破坏等灾害,为了提高我国西部矿区的煤炭资源回采率,同时减缓岩层移动变形与破坏状况,本文在固体充填采煤技术的基础上,提出了人工矿柱协同固体充填回收房式煤柱技术。论文在介绍协同回收房式煤柱技术原理的基础上,采用实验室试验、理论分析和数值模拟等研究方法系统性地研究了胶结充填物料的物理力学特性、不同阶段覆岩支撑体系演变过程及不同人工矿柱间距和尺寸条件下岩层移动与矿压显现特征,并结合常兴煤矿的采矿地质条件,对人工矿柱协同固体充填回收房式煤柱进行工程设计。论文主要研究成果如下:(1)分析了人工矿柱协同固体充填回收房式煤柱的技术原理和回采工艺,阐述了其具体的系统构成和系统布置,提出了联合回收房式煤柱的技术关键。(2)通过实验室试验分析了不同物料配比条件下人工矿柱胶结材料及煤房充填物料的物理力学特性,包括胶结材料的输送性能及抗压抗拉特性,并确定了胶结材料的最佳配比。(3)在分析采场围岩变形特征的基础上,通过弹性地基梁理论建立了人工矿柱、充填体及围岩的结构力学模型,分析了覆岩支撑体系的演变过程,推导出了顶板下沉量的计算公式,并根据强度理论得到了不同人工矿柱间距和尺寸的关系曲线。(4)通过数值分析得到了不同人工矿柱尺寸、人工矿柱间距及煤房充填材料条件下的岩层移动与矿压显现特征,并基于常兴煤矿的地质条件得出了合理的人工矿柱尺寸与间距。
[Abstract]:In order to improve the recovery rate of coal resources in the west of China, a large number of coal pillars left over by houses are likely to cause roof collapse, mine earthquakes, spontaneous combustion in goaf and ground subsidence and destruction, in order to improve the recovery rate of coal resources in the western mining areas of China. At the same time, the deformation and failure of strata are slowed down. On the basis of solid filling coal mining technology, this paper puts forward the technology of artificial pillar combined with solid filling recovery chamber coal pillar. On the basis of introducing the principle of cooperative recovery chamber coal pillar, the physical and mechanical properties of cemented filling materials are systematically studied by means of laboratory test, theoretical analysis and numerical simulation. The evolution process of overburden support system in different stages and the characteristics of strata movement and rock pressure under the conditions of different artificial pillar spacing and size, and combined with the mining geological conditions of Changxing Coal Mine, are discussed. The engineering design of artificial pillar combined with solid filling recovery house coal pillar is carried out. The main research results of this paper are as follows: (1) analyzing the technical principle and mining technology of the artificial pillar with solid filling and recycling house type coal pillar, and expounding its concrete system structure and system arrangement. The key technology of combined recovery chamber coal pillar is put forward. The physical and mechanical properties of the cemented material of artificial pillar and the filling material of coal house under different ratio of materials are analyzed through laboratory tests. Including the conveying performance and compressive and tensile properties of cemented materials, and the optimum ratio of cementing materials. Based on the analysis of deformation characteristics of surrounding rock in stope, artificial pillars are established by elastic foundation beam theory. Based on the structural mechanics model of filling body and surrounding rock, the evolution process of overburden support system is analyzed, and the calculation formula of roof subsidence is derived. According to the strength theory, the relationship curve of different artificial pillar spacing and size is obtained. (4) through numerical analysis, the characteristics of strata movement and rock pressure behavior under different artificial pillar sizes, artificial pillar spacing and filling materials in coal houses are obtained. Based on the geological conditions of Changxing Coal Mine, the reasonable size and spacing of artificial pillar are obtained.
【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】:TD822.3;TD823.7

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本文编号:1821991

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