超高水材料袋式充填开采覆岩活动规律与控制研究

发布时间：2023-08-17 20:27

　　超高水材料袋式充填开采技术是超高水材料矿山充填开采技术的一种基本技术,因其具有适用性强、充填效果直观、不受工作面涌水影响等优点,得到了许多开采中厚及厚煤层煤炭企业的青睐。但其充填开采技术参数及工艺设计上仍缺乏足够的理论基础,极大地限制了该技术的发展。本文以城郊矿充填试验面的地质条件为例,综合运用理论分析、数值模拟、实验研究等手段,对超高水材料袋式充填开采覆岩活动规律与控制问题进行了全面系统的研究,并将研究成果用于指导城郊煤矿超高水材料袋式充填开采技术参数和工艺的优化设计。主要取得如下成果和创新点:(1)运用相似材料模拟实验和数值模拟手段,研究了超高水材料袋式充填开采的覆岩活动规律。研究表明:超高水材料袋式充填开采情况下,充填体对采场围岩活动起到显著的控制作用,采空区上覆岩层整体上一直保持着连续性,不会出现垮落带,仅存在弯曲下沉带和微小的裂隙带,上覆岩层活动表现为平缓的弯曲下沉过程。(2)分析了超高水材料袋式充填开采条件下充填体和直接顶的变形特征,给出了直接顶发生破断的条件,提出了采场支护设计思路,认为在支架后顶梁的设计过程中,需要考虑充填前顶板下沉量与充填体欠接顶量的博弈关系。(3)提...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 问题的提出及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 超高水材料袋式充填开采存在的问题及技术难点
    1.4 主要研究内容与方法
2 超高水材料袋式充填开采覆岩活动规律模拟研究
    2.1 超高水材料袋式充填方法简介
    2.2 袋式充填开采覆岩活动规律相似材料模拟实验研究
    2.3 袋式充填开采覆岩活动规律数值模拟研究
    2.4 本章小结
3 超高水材料袋式充填开采覆岩控制机理
    3.1 直接顶变形特征
    3.2 袋式充填开采覆岩结构力学模型及求解
    3.3 充填体变形特征
    3.4 采场支护设计思路
    3.5 本章小结
4 超高水材料袋式充填体稳定性控制研究
    4.1 袋式充填体的稳定性问题
    4.2 充填体失稳机理
    4.3 充填体稳定性控制方法
    4.4 超高水材料袋式充填法适用性分析
    4.5 本章小结
5 超高水材料袋式充填开采地表沉陷规律研究
    5.1 覆岩活动对地表沉陷的影响
    5.2 地表沉陷规律分析
    5.3 开采沉陷模型
    5.4 本章小结
6 超高水材料袋式充填开采工程实践
    6.1 地质与生产技术条件概况
    6.2 充填开采关键技术参数及工艺设计
    6.3 充填开采效果分析
    6.4 经济与社会效益
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 技术展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3842528