新巨龙矿矸石充填开采沿空留巷围岩稳定性控制技术

发布时间：2021-03-10 08:26

　　深部煤层采选充一体化矿井可实现矿井少矸化开采和矸石不出井,是绿色采矿技术发展的重要方向。深部煤层充填开采沿空留巷技术结合了充填开采与沿空留巷的技术优势,在有效提高煤炭资源采出率的同时为沿空巷道围岩稳定性提供了技术保障,可实现矿井绿色安全高效开采。本文以新巨龙煤矿采选充+沿空留巷一体化生产系统为工程背景,在文献检索、现场调研的基础上,分析了深井充填开采沿空留巷围岩稳定性特征,建立了充填开采沿空留巷顶板下沉力学计算模型;采用FLAC^3D研究了不同充实率下沿空留巷工作面承载特征与顶板下沉规律,分析了沿空巷道围岩应力分布与变形规律;利用正交实验法得到巷道围岩变形与主要影响因素的拟合关系并用SPSS软件得到巷道围岩变形预测公式,在此基础上建立了构建深部煤层充填开采沿空留巷专家系统。得到了以下研究成果:（1）基本顶与沿空巷道围岩及矸石充填体形成的结构是保证沿空巷道结构不失稳的“大结构”,巷旁支护体、巷内基本支护及巷内加强支护则是保证巷道围岩稳定的“小结构”。随充实率提高,充填体与煤壁的共同支撑作用使得采空区顶板下沉减小,有效保证了沿空留巷“大结构”的稳定。巷旁支护体对沿空留巷... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

2工程背景72工程背景2EngineeringBackground2.1新巨龙煤矿采选充一体化生产系统(XinjulongCoalMineIntegratedProductionSystemofCoalMining，Dressing，Backfilling)煤矿井下开拓和回采过程中会产生大量矸石，矸石提升不仅会产生大量运输费用，还会降低矿井生产效率；提升至井上的矸石在地表形成大小不一的矸石山，成为制约矿区发展的因素。从源头解决深部矿井面临的矸石排放与复杂开采环境等问题是建设绿色矿山的有效途径。新巨龙煤矿为实现井下煤矸分选与矸石充填，在井下建设采选充一体化生产系统，为缓解矿井采掘接替问题在充填工作面实施沿空留巷工程。新巨龙煤矿位于巨野煤田中部，为巨厚新生界松散层覆盖的全隐蔽煤田，新生界地层厚度531.50~767.80m，平均为655.16m。煤层埋深700～1243m，设计生产能力6Mt/a。为实现矸石近零排放与缓解采掘接替困难的问题，建设了采选充+沿空留巷一体化生产系统。采煤工作面原煤经由皮带运煤大巷运送至位于一采区的煤矸分离系统将煤与矸石进行初步分选，分选矸石被运至筛分产品运转硐室，接着与掘进矸石共同被运至筛分破碎巷道，破碎后的矸石可用于1303N-1#工作面充填开采。新巨龙煤矿采选充+留一体化生产系统布置如图2-1所示。图2-1新巨龙煤矿采选充+留一体化生产系统Figure2-1XinjulongCoalMineIntegratedProductionSystemofCoalMining，Dressing，BackfillingandGob-sideEntryRetaining

模型，阐述了充填开采条件下沿空留巷围岩活动规律并提出围岩稳定性控制方法。3.1 矸石 充填开 采沿空留巷围 岩结构(The Surrounding RockStructure of Gob-side Entry Retaining in Gangue BackfillingMining)工作面煤层被采出后，在采煤工作面后方及时采用矸石充填体回填采空区，并在液压支架夯实机构的作用下将充填体初步压实，同时在巷道采空区侧构筑巷旁充填体，并对巷道内部进行支护以保证巷道稳定。随着工作面推进，充填体及直接顶垮落矸石被基本顶及上覆岩层压实，坚硬的基本顶对稳定后的沿空巷道覆岩结构起重要作用。


本文编号：3074374