开采尺寸对充填墩柱稳定性及减沉效果的影响研究
发布时间：2021-04-03 02:46
本文以淄博王庄煤矿为研究对象,由于现场面临新旧采区交替开采,长壁墩柱同步充填工作面的采高与采宽都将出现一定的变化,迫切需要掌握工作面开采尺寸变化之后对充填墩柱承载效果的影响。论文通过三维数值模拟、物理相似模拟实验和现场监测等方法,研究了长壁墩柱同步充填工作面开采尺寸变化之后对充填墩柱稳定性及减沉效果的影响。当长壁墩柱同步充填工作面采宽及墩柱充填参数（包括墩柱尺寸、间排距）一定时,采高对充填墩柱的稳定性影响比较大,随着采高的增大墩柱承载应力随之增大,墩柱稳定性随之降低;当采高小于1.5m时其对地表减沉影响呈显著负相关关系,而当采高超过1.5m后,采高对地表减沉效果的影响则相对较小。当长壁墩柱同步充填工作面采高及墩柱充填参数（包括墩柱尺寸、间排距）一定时,采宽对墩柱的稳定性影响比较小,随着采宽的增加,墩柱的应力变化很小,墩柱弹塑性区域也变化很小;采宽对地表的减沉效果比较大,随着采宽的增加地表的移动变形量均会有明显增加。在淄博王庄煤矿七采区27404工作面开展了充填墩柱承载特性及巷道变形监测,当工作面采宽80m、采高0.86m时,充填工作面墩柱充填体承载性较好,能有效支撑上覆岩层,此结果与前...
【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】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采空区内充填墩柱布置方法
9（b）仅包括直接顶的正视图图 2-3 墩柱充填法 无梁板柱 模型igure 2-3 "Beamless Plate-Column" model of pier column filling method、y 两个方向的总弯矩是互相垂直的，所以这两个方向的极限，且在本设计中，两个方向的板柱结构完全一致，因此仅选择即可。为计算出弯矩沿跨度方向的分布，以 y 方向跨度为例-3（b），其总静力弯矩 0为 0=18 2q 竖向均布荷载，N/m2；x 方向跨距，m板格净跨度，m，即墩柱间距。其中q 由上方 n 层岩层对直接)1确定。
但存在形状效应。利用 Bieniawski（比涅乌斯： = (0 64 0 36 ) 墩柱充填材料单轴抗压强度，MPa；墩柱宽度，m；高，m； ≥ 5时，n=1.4；当 5时，n = 1 0 08 。 中阴影部分所示，充填墩柱承担其上方及其周边一半至地表的岩层重力，墩柱载荷计算公式为： = γH 1 （ ）2上覆岩层的容重，N/m3；的埋深，m。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋近距离煤层开采房式煤柱群动态失稳致灾机制[J]. 朱卫兵,许家林,陈璐,李竹,刘文涛. 煤炭学报. 2019(02)
[2]煤矿开采沉陷充填开采技术应用研究[J]. 宋战友. 能源技术与管理. 2018(05)
[3]浆体膨胀复合材料充填开采极限充填步距研究[J]. 朱卫兵,李竹,轩大洋,徐敬民,王向宏. 采矿与安全工程学报. 2018(05)
[4]村庄下条带开采留设煤柱充填回采安全性研究[J]. 董羽,黄玉诚,赵文平,刘刚. 中国安全科学学报. 2018(08)
[5]“条采留巷充填法”绿色协调开采技术[J]. 白二虎,郭文兵,谭毅,杨达明. 煤炭学报. 2018(S1)
[6]控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究[J]. 姜树海. 山东工业技术. 2018(03)
[7]深部条带开采高位关键层离层区周边冲击危险性研究[J]. 姜福兴,温经林,白武帅,王桂利,李明. 中国矿业大学学报. 2018(01)
[8]条带开采煤柱长期稳定性评价及煤柱设计方法[J]. 于洋,邓喀中,范洪冬. 煤炭学报. 2017(12)
[9]离层充填开采注浆液运移通道与溶质扩散特征研究[J]. 樊振丽. 煤炭科学技术. 2017(07)
[10]长壁全部充填与条带充填开采沉陷控制效果对比[J]. 刘康,轩大洋. 煤矿安全. 2013(11)
博士论文
[1]煤矿胶结充填开采覆岩移动及矿压显现规律研究[D]. 杨鹏飞.中国矿业大学(北京) 2016
[2]充填开采覆岩移动变形及矿压显现规律研究[D]. 冯锐敏.中国矿业大学（北京） 2013
[3]固体密实充填采煤的矿压控制理论与应用研究[D]. 黄艳利.中国矿业大学 2012
[4]深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D]. 陈绍杰.山东科技大学 2009
[5]建筑物下条带开采冒落区注浆充填减沉技术的理论研究[D]. 李兴尚.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]房柱式开采条件下上覆岩层活动规律及上行开采可行性研究[D]. 郜国肖.太原理工大学 2015
[2]采空区条带充填开采基础研究[D]. 韦钊.太原理工大学 2014
[3]综合机械化采空区条带充填开采中充填体布置参数研究[D]. 侯利斌.太原理工大学 2013
[4]采空区条带充填开采技术基础研究[D]. 代进洲.太原理工大学 2013
[5]建筑物下压煤条带开采技术研究[D]. 问荣峰.中国矿业大学（北京） 2008
本文编号：3116462
【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】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采空区内充填墩柱布置方法
9（b）仅包括直接顶的正视图图 2-3 墩柱充填法 无梁板柱 模型igure 2-3 "Beamless Plate-Column" model of pier column filling method、y 两个方向的总弯矩是互相垂直的，所以这两个方向的极限，且在本设计中，两个方向的板柱结构完全一致，因此仅选择即可。为计算出弯矩沿跨度方向的分布，以 y 方向跨度为例-3（b），其总静力弯矩 0为 0=18 2q 竖向均布荷载，N/m2；x 方向跨距，m板格净跨度，m，即墩柱间距。其中q 由上方 n 层岩层对直接)1确定。
但存在形状效应。利用 Bieniawski（比涅乌斯： = (0 64 0 36 ) 墩柱充填材料单轴抗压强度，MPa；墩柱宽度，m；高，m； ≥ 5时，n=1.4；当 5时，n = 1 0 08 。 中阴影部分所示，充填墩柱承担其上方及其周边一半至地表的岩层重力，墩柱载荷计算公式为： = γH 1 （ ）2上覆岩层的容重，N/m3；的埋深，m。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋近距离煤层开采房式煤柱群动态失稳致灾机制[J]. 朱卫兵,许家林,陈璐,李竹,刘文涛. 煤炭学报. 2019(02)
[2]煤矿开采沉陷充填开采技术应用研究[J]. 宋战友. 能源技术与管理. 2018(05)
[3]浆体膨胀复合材料充填开采极限充填步距研究[J]. 朱卫兵,李竹,轩大洋,徐敬民,王向宏. 采矿与安全工程学报. 2018(05)
[4]村庄下条带开采留设煤柱充填回采安全性研究[J]. 董羽,黄玉诚,赵文平,刘刚. 中国安全科学学报. 2018(08)
[5]“条采留巷充填法”绿色协调开采技术[J]. 白二虎,郭文兵,谭毅,杨达明. 煤炭学报. 2018(S1)
[6]控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究[J]. 姜树海. 山东工业技术. 2018(03)
[7]深部条带开采高位关键层离层区周边冲击危险性研究[J]. 姜福兴,温经林,白武帅,王桂利,李明. 中国矿业大学学报. 2018(01)
[8]条带开采煤柱长期稳定性评价及煤柱设计方法[J]. 于洋,邓喀中,范洪冬. 煤炭学报. 2017(12)
[9]离层充填开采注浆液运移通道与溶质扩散特征研究[J]. 樊振丽. 煤炭科学技术. 2017(07)
[10]长壁全部充填与条带充填开采沉陷控制效果对比[J]. 刘康,轩大洋. 煤矿安全. 2013(11)
博士论文
[1]煤矿胶结充填开采覆岩移动及矿压显现规律研究[D]. 杨鹏飞.中国矿业大学(北京) 2016
[2]充填开采覆岩移动变形及矿压显现规律研究[D]. 冯锐敏.中国矿业大学（北京） 2013
[3]固体密实充填采煤的矿压控制理论与应用研究[D]. 黄艳利.中国矿业大学 2012
[4]深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D]. 陈绍杰.山东科技大学 2009
[5]建筑物下条带开采冒落区注浆充填减沉技术的理论研究[D]. 李兴尚.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]房柱式开采条件下上覆岩层活动规律及上行开采可行性研究[D]. 郜国肖.太原理工大学 2015
[2]采空区条带充填开采基础研究[D]. 韦钊.太原理工大学 2014
[3]综合机械化采空区条带充填开采中充填体布置参数研究[D]. 侯利斌.太原理工大学 2013
[4]采空区条带充填开采技术基础研究[D]. 代进洲.太原理工大学 2013
[5]建筑物下压煤条带开采技术研究[D]. 问荣峰.中国矿业大学（北京） 2008
本文编号：3116462
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