采宽对覆岩隔离注浆充填沉陷控制效果的影响研究

发布时间：2017-09-29 09:06

  本文关键词：采宽对覆岩隔离注浆充填沉陷控制效果的影响研究

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【摘要】：覆岩隔离注浆不迁村采煤技术作为一种成本低、采出率高、对采煤工作干扰小的部分充填采煤技术在淮北矿区得到广泛运用,该技术通过设置隔离煤柱使相邻的两工作面处于非充分采动,再实施注浆充填,通过隔离煤柱、压实区和关键层的共同作用控制地表沉陷。对于该技术而言,工作面采宽在沉陷效果与综合效益方面起到关键性作用,采宽越大,吨煤成本越小,效益越显著,但过大的采宽,会极大增加地表沉陷控制难度。采宽过小,虽可满足沉陷控制的要求,但不利于高产高效,综合效益差。因此研究采宽对覆岩隔离注浆充填地表沉陷控制效果的影响具有重要意义。本论文以数值模拟为主要研究手段,结合实测数据分析采宽对覆岩隔离注浆充填地表沉陷控制效果的影响,旨在探寻出隔离注浆充填所允许的工作面极限采宽。开展了不同采宽条件下覆岩隔离注浆充填地表沉陷效果的实测对比研究,结果表明,同一注采比和注浆层位条件下,工作面宽度越大,地表下沉量越大,影响范围越广;采宽较大时,地表下沉速度容易受注浆充填速率影响,总体表现为注浆充填速率越大,下沉速度越小,反之,则下沉速度越大。进而利用数值模拟研究了不同采宽条件下覆岩隔离注浆充填效果的变化规律,结果表明:面宽为90m、120m、160m、180m、200m、240m时,最大下沉值分别为92.3mm、166.4mm、342.7mm、416.5mm、572.9mm、626.6mm,最大水平移动值分别为33.4mm、58 mm、113.2mm、134.7 mm、155 mm、165.7 mm,随着采宽加大,地表下沉值、倾斜值、水平移动值均出现增大;以文中模型为例,得到在该覆岩结构及注浆充填参数下,实施覆岩隔离注浆充填工作面所允许的极限采宽为200m;在此基础上,模拟了单工作面不同采宽条件下注浆充填层位高低对沉陷控制效果的影响,结果表明:过高的注浆层位不利于控制地表沉陷,当注浆层位在合理的范围内,文中模拟条件下,采宽90m时,120m注浆层位和80m注浆层位对最终地表沉陷影响不大;采宽150m时,120m注浆层位比80m注浆层位对控制地表沉陷的效果要好,进而基于注浆层位对采宽提出合理优化建议。
【关键词】：覆岩隔离注浆充填 部分充填 采宽 地表沉陷 注浆充填层位 绿色开采
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD823.7;TD327
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 变量注释表15-16
• 1 绪论16-24
• 1.1 研究的目的和意义16-17
• 1.2 充填技术国内外研究现状17-22
• 1.3 论文研究内容和研究方法22-24
• 2 覆岩隔离注浆充填技术的理论背景24-29
• 2.1 覆岩隔离注浆充填技术24-26
• 2.2 覆岩隔离注浆充填技术的影响因素26-27
• 2.3 工作面采宽对覆岩隔离注浆充填的影响27-29
• 3 采宽对覆岩隔离注浆充填沉陷控制效果影响的实测研究29-45
• 3.1 实测区域概况29-33
• 3.2 地表沉陷实测33-40
• 3.3 不同采宽覆岩隔离注浆充填地表沉陷差异及分析40-43
• 3.4 本章小结43-45
• 4 采宽对覆岩隔离注浆充填沉陷控制效果的模拟研究45-59
• 4.1 覆岩隔离注浆充填开采数值模型的建立45-47
• 4.2 不同采宽条件下覆岩隔离注浆充填地表沉陷结果及分析47-55
• 4.3 覆岩隔离注浆充填工作面极限采宽的确定55-57
• 4.4 本章小结57-59
• 5 基于注浆层位控制的覆岩隔离注浆充填工作面采宽优化研究59-70
• 5.1 不同注浆层位模型的建立59-61
• 5.2 不同注浆层位的沉陷控制模拟结果61-67
• 5.3 基于注浆层位控制的覆岩隔离注浆充填工作采宽优化67-68
• 5.4 本章小结68-70
• 6 结论与展望70-72
• 6.1 主要结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-78
• 作者简历78-80
• 学位论文数据集80

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本文编号：941139