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柔模煤矸石充填开采下采场覆岩沉降研究

发布时间:2018-05-29 21:44

  本文选题:柔模 + 煤矸石 ; 参考:《西安科技大学》2015年硕士论文


【摘要】:柔模煤矸石胶结充填采煤技术是一种以破碎的煤矸石及粉煤灰为主要充填材料,以柔模为料浆封闭结构,施工工艺简单,施工效率高的新型采煤方法,属于绿色开采技术的范涛。充填所形成充填体早期强度高、充实接顶率高,对采场覆岩及地表移动变形的控制效果好。本文以高河煤矿E1302工作面为工程背景,建立了柔模煤矸石胶结充填待充区力学模型及充填区力学模型,并利用理论计算、室内试验、数值模拟及工业性试验的方法,系统的研究了柔模煤矸石胶结充填条件下采场矿压显现规律、岩层及地表移动变形规律,取得的主要成果如下:(1)通过分析高河煤矿地质条件、现有充填技术及柔模煤矸石胶结充填采煤技术,建立了基于Winkler弹性地基梁理论的柔模煤矸石胶结充填区简化力学模型及待充区简化力学模型。(2)分析了柔模煤矸石充填采场充填体与覆岩的相互作用机理,通过对充填区力学模型及待充区力学模型的系统分析,分别推导出了采空区顶板挠度、地面沉陷与充填体弹模等力学特性之间的关系式及待充区岩梁的极限跨距。(3)根据柔模煤矸石充填力学模型,利用FLAC3D针对不同充填体强度、不同充填体充实接顶率条件下的工况进行了模拟计算,结果表明:相对于提高充填体强度,提高充填体完全充实率对采场围岩活动的控制效果更加明显,最后对地表的最大沉陷进行了预测,并将预测结果同模拟结果进行了对比分析,煤层开采对地表建(构)筑物的破坏均可控制在Ⅰ级极轻微程度范围内,无需对地面建(构)筑物进行加固或维修,更不用对村庄进行搬迁,达到了充填的目的。
[Abstract]:Flexible form coal gangue cemented filling coal mining technology is a new coal mining method with broken coal gangue and fly ash as main filling material, flexible form as slurry closed structure, simple construction technology and high construction efficiency. Fan Tao, who belongs to green mining technology. The filling body formed by filling has high early strength and high filling rate, and has good control effect on overburden and surface movement and deformation of stope. Based on the engineering background of Gaohe coal mine E1302 working face, the mechanical model and the filling zone mechanical model of flexible coal gangue cemented filling are established, and the methods of theoretical calculation, laboratory test, numerical simulation and industrial test are used. This paper systematically studies the law of stope pressure appearance, strata and surface movement and deformation under the condition of flexible coal gangue cemented filling. The main results obtained are as follows: 1) through analyzing the geological conditions of Gaohe coal mine, Existing filling technology and flexible coal gangue cemented filling coal mining technology, Based on the Winkler elastic foundation beam theory, the simplified mechanical model of flexible coal gangue cemented filling area and the simplified mechanical model of unfilled coal gangue filling area are established. The interaction mechanism between the flexible coal gangue filling stope filling body and overburden rock is analyzed. Based on the systematic analysis of the mechanical model of filling area and the mechanical model of unfilled area, the deflection of roof in goaf is deduced respectively. According to the mechanical model of flexible coal gangue filling, the relationship between the mechanical properties of ground subsidence and elastic modulus of filling body, and the limit span of rock beam in unfilled area, the strength of different filling body is analyzed by FLAC3D. The results show that compared with increasing the filling strength and the complete filling ratio, the control effect on the movement of surrounding rock in the stope is more obvious. Finally, the maximum subsidence of the surface is predicted, and the results are compared with the simulation results. There is no need to reinforce or maintain the ground structures, much less to relocate the villages, thus achieving the purpose of filling.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD823.7;TD849.5

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本文编号:1952510

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