矸石充填法在上行开采中的应用研究
本文选题:上行开采 + 矸石充填 ; 参考:《湖南科技大学》2015年硕士论文
【摘要】:上行开采作为一种特殊的采煤方法在特殊的地质条件下有其优越性和适应性,而在上行开采过程中往往受到下部煤层的采高、上下煤层的间距、煤层间岩层的岩性等诸多因素制约,对生产造成影响。为提高上行开采的适用性,本文提出了将矸石充填法运用于上行开采中,以贵州山脚树矿22189工作面上行开采为工程背景,在前人的研究成果基础上通过理论分析、矸石压缩特性实验、数值模拟对此进行了研究,得出了如下结论:⑴基于弹性地基梁理论得出了矸石充填开采的顶板岩梁下沉曲线公式。确定了矸石充填开采中采场覆岩移动的主要人为可控因素有:控顶区地基系数、充填体的地基系数以及欠顶量。⑵对上行开采可行性进行了理论分析,得出了上行开采可行性理论判据及矸石充填上行开采时,上部煤层在下煤层采动影响下保持结构完整性的理论判据。⑶结合矸石充填开采覆岩移动规律和上行开采的可行性理论判据,设计了贵州山脚树矿22189工作面矸石充填上行开采的充填参数。⑷通过矸石压缩特性实验,确定了运用连续级配矸石作为充填料。⑸采用3DEC数值模拟综合分析,得出了充填时欠顶量应小于0.5m,充填体弹性模量为0.5GPa左右时较为合适,与理论分析结果基本吻合。⑹结合理论分析和数值模拟等相关研究结果,设计了山脚树矿22189工作面矸石充填系统,充填高度为2.7m。
[Abstract]:As a special mining method, uplink mining has its superiority and adaptability under special geological conditions. However, in the process of uplink mining, it is often affected by the mining height of the lower coal seam and the distance between the upper and lower coal seams. The lithology of coal seam is restricted by many factors, which affect the production. In order to improve the applicability of uplink mining, this paper puts forward the application of gangue filling method in uplink mining, taking 22189 face of Shanjiaoshu Mine as the engineering background, and based on the previous research results, through theoretical analysis. The compressing characteristic of gangue is tested and studied by numerical simulation. The following conclusion is drawn: 1. Based on the theory of elastic foundation beam, the formula of sinking curve of roof and slate beam for gangue filling mining is obtained. It is determined that the main man-made controllable factors of overlying rock movement in gangue filling mining are as follows: the coefficient of the ground in the roof control area, the coefficient of the foundation of the filling body and the amount of underroofing, and the theoretical analysis of the feasibility of the upward mining is carried out. The feasibility theory criterion of uplink mining and the uplink mining with gangue filling are obtained. The theoretical criterion of maintaining the structural integrity of the upper coal seam under the influence of the mining movement of the lower coal seam. 3 combined with the rule of overburden movement and the feasibility criterion of the upward mining. In this paper, the filling parameters of 22189 face of Guizhou Shanjiaoshu Coal Mine are designed. Through the experiment of compressing characteristics of gangue, it is determined that the continuous gradation gangue is used as filling material and 3DEC numerical simulation is used for comprehensive analysis. It is concluded that the amount of underroofing should be less than 0.5 m, and the elastic modulus of filling body should be about 0.5 GPA, which is in good agreement with the theoretical analysis results, such as theoretical analysis and numerical simulation, and so on. The gangue filling system of 22189 face in Shanjiaoshu Mine is designed, and the filling height is 2.7 m.
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD823.7
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,本文编号:2103391
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