多分層充填開(kāi)采覆巖及膏體變形破壞研究.pdf

1、山東太平井田煤系被第四系松散層覆蓋，松散層平均厚度158m，松散層底部賦存一中等富水性含水層。太平煤礦六南采區(qū)基巖厚度0~32.6m，基巖較薄，故太平煤礦六南01工作面屬于典型的厚松散含水層薄基巖下煤層開(kāi)采。
　　本文采用試驗(yàn)研究、理論分析、物理模型和數(shù)值模擬等方法，對(duì)膏體充填材料的長(zhǎng)期力學(xué)性質(zhì)和水穩(wěn)性、以及在充填開(kāi)采過(guò)程中的作用機(jī)理進(jìn)行了研究，并對(duì)垮落法開(kāi)采、充填開(kāi)采及條帶充填間歇開(kāi)采等多種采煤方法的覆巖及充填體的變形移動(dòng)特征與

2、應(yīng)力演化規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比分析研究。建立了膏體充填材料水穩(wěn)性評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，提出合理且高效的開(kāi)采方案，為礦井實(shí)際開(kāi)采工作提供理論依據(jù)。主要成果如下：
　　(1)以SL膠結(jié)料、粉煤灰及河砂為原材料的膏體充填材料具有較高的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度，可滿足充填體自穩(wěn)及后期強(qiáng)度的需要；依據(jù)建立的水穩(wěn)性工程評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，膏體充填材料的水穩(wěn)性屬中等至強(qiáng)，軟化性質(zhì)、耐崩解性較強(qiáng)，無(wú)膨脹性，穩(wěn)定后的弱滲透性充填固結(jié)體可作為相對(duì)隔水層，對(duì)水體下膏體充填開(kāi)采有利。

3、>　　(2)在總結(jié)分析膏體充填開(kāi)采過(guò)程中充填體的作用機(jī)理及充填效果的影響因素的基礎(chǔ)上，采用物理和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)太平煤礦六南01工作面不同方法分層充填開(kāi)采進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，四分層開(kāi)采結(jié)束后，四分層全垮落法開(kāi)采對(duì)覆巖的擾動(dòng)程度最大，其次是一分層垮落開(kāi)采其余充填開(kāi)采和四分層全部充填開(kāi)采，四分層全部條帶充填間歇開(kāi)采對(duì)覆巖的擾動(dòng)程度最小，地表沉陷控制效果最好。
　　數(shù)值模擬推測(cè)等效采厚與實(shí)測(cè)等效采厚相吻合，太平煤礦膏體充填開(kāi)

4、采欠接頂量以及頂?shù)装逡平靠刂菩Ч浅：茫囿w充填開(kāi)采能有效的控制地表沉陷、上分層完整固結(jié)的充填體能為下分層煤層充填開(kāi)采起到較好的隔水保護(hù)層作用。
　　(3)結(jié)合相近的實(shí)際工程開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)可知，近松散含水層薄基巖開(kāi)采條件下，頂板垮落的情況下只可膏體充填開(kāi)采二、三分層；四分層全部充填開(kāi)采時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制采厚和開(kāi)采范圍，且四分層全部條帶充填間歇開(kāi)采時(shí)安全性最高，前三分層形成的膏體固結(jié)體可以有效抑制覆巖破壞的發(fā)展，對(duì)四分層開(kāi)采起到有益的作用。