淺埋煤層柔性條帶充填保水開采基礎研究.pdf

1、陜北侏羅紀煤田是我國探明最大的煤田,探明儲量約1400億t,煤田地處沙漠與黃土高原接壤區(qū),地表生態(tài)環(huán)境脆弱,地下大面積分布有第四系薩拉烏蘇組含水層。煤田開采規(guī)模巨大,煤層覆巖薄,開采引起地下潛水流失和地表生態(tài)環(huán)境嚴重破壞。目前,特殊保水開采區(qū)的保水開采方法尚未解決,研究低成本的柔性條帶充填減沉機理,建立條帶充填保水開采方法,具有重要的理論和實踐意義。
　　本文采用模擬實驗和理論分析相結合的方法,系統(tǒng)地研究了特殊保水開采區(qū)的地質開采

2、條件和充填開采的方式,分析了榆神府礦區(qū)風積沙的工程特性及分布狀況,實驗得出了質量濃度83％-84％、坍落度為21.5-25cm、28d強度為2MPa左右的陜北砂基膏體材料的合理配比范圍,并分析了充填的可行性,實驗研究了條帶充填開采的覆巖移動規(guī)律、裂隙發(fā)育規(guī)律和隔水層穩(wěn)定性,論證了合理的充填參數(shù)。研究針對特殊保水開采區(qū)最困難的基巖黏土組合型條件,根據(jù)實驗得出的柔性條帶充填覆巖移動變形規(guī)律及隔水層穩(wěn)定性規(guī)律,建立了柔性條帶充填隔水層穩(wěn)定性控

3、制力學模型,揭示了造成隔水層失穩(wěn)主要影響因素有充填體強度、充填參數(shù)、隔水巖組的厚度和性質等。研究得出,合理地選擇充填體的強度及充填位置和寬度能有效控制采空區(qū)破斷老頂巖板的運動,避免隔水層局部變形過大造成的拉剪破壞,使隔水層能夠緩慢均勻連續(xù)沉降,從而保證隔水層的穩(wěn)定。最后,以隔水層穩(wěn)定性為判據(jù),建立了低強度柔性條帶充填的合理充填體寬度及充填位置的確定方法。
　　論文研究揭示了采用低強度低成本砂基膏體材料進行局部充填仍然可以實現(xiàn)保水開