长壁机械化掘巷充填采煤围岩结构稳定性及运移规律
本文选题:掘巷充填采煤 + 围岩稳定性 ; 参考:《煤炭学报》2017年02期
【摘要】:为解决西部生态脆弱矿区煤炭开采率低、采后环境易破坏等难题,提出了一种长壁机械化掘巷充填采煤方法。在系统阐述该技术方法的巷道布置与充填采煤工艺的基础上,分析了该技术的难点与关键。基于长壁掘巷充填采煤岩层移动特征,建立了长壁掘巷充填开采采场力学模型,推导出了采场顶板下沉方程与煤柱承受载荷计算公式,并结合极限强度理论,提出了煤柱失稳判据。以陕西榆林常兴煤矿3101工作面掘巷充填采煤为工程案例,通过充填体材料力学特性测试,优化设计了掘巷充填采煤开采方案。采用3DEC数值模拟软件对掘巷充填采煤上覆延安组层间裂隙承压水隔水层与第四系松散层孔隙潜水隔水层移动特征及稳定性进行了分析,现场应用案例表明,该技术可有效控制工作面围岩结构稳定性与上覆隔水层岩层移动,提高煤炭资源回收率,可为西部生态脆弱矿区煤炭资源开采与环境保护协调发展提供借鉴。
[Abstract]:In order to solve the problems of low coal mining rate and easy destruction of post-mining environment in ecologically fragile mining areas in western China, a long wall mechanized roadway mining method with filling and filling was put forward. On the basis of systematically expounding the roadway layout and filling coal mining technology of this technique, the difficulties and key points of this technique are analyzed. Based on the characteristics of mining strata movement in long wall roadway filling, a mechanical model of long wall excavation roadway filling mining stope is established, and the roof sinking equation of stope and the calculation formula of coal pillar bearing load are deduced, and the ultimate strength theory is combined. The criterion of coal pillar instability is proposed. Taking 3101 face of Changxing Coal Mine in Yulin, Shaanxi Province as an engineering case, through testing the mechanical properties of filling materials, the mining scheme of roadway filling is optimized. 3DEC numerical simulation software was used to analyze the movement characteristics and stability of pore water barrier between interlayer fissure in Yan'an formation and loose layer of Quaternary system. The technology can effectively control the stability of surrounding rock structure and the movement of overlying water-separated strata, improve the recovery rate of coal resources, and provide reference for the coordinated development of coal resources mining and environmental protection in ecologically fragile mining areas in western China.
【作者单位】: 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室;中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2013CB227905) 江苏省第四期“333工程”培养资金资助项目(BRA2015311) 江苏特聘教授资助项目(苏教师(2015)29号)
【分类号】:TD325
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,本文编号:1917932
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