條帶采空區(qū)充填復(fù)采技術(shù)研究.pdf

1、條帶采空區(qū)充填復(fù)采技術(shù)是通過(guò)在條帶采空區(qū)構(gòu)建充填條帶以控制巖層運(yùn)動(dòng)，置換條帶煤柱的充填開(kāi)采方法，它可以克服采空區(qū)全部充填成本高、充填材料消耗大的限制，并且消除了條帶煤柱受動(dòng)壓沖擊失穩(wěn)破壞的危險(xiǎn)。本文采用理論分析、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)研究、工程實(shí)踐等手段，深入系統(tǒng)地研究了條帶采空區(qū)充填復(fù)采理論及技術(shù):
　　(1)以“以上覆巖層運(yùn)動(dòng)為中心的礦山壓力理論體系”為指導(dǎo)，通過(guò)建立條帶充填采場(chǎng)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，揭示了條帶充填控制地表沉陷機(jī)理，分別研究了

2、上覆承載層、條帶充填體、底板的穩(wěn)定性，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了條帶充填覆巖穩(wěn)定性相關(guān)控制準(zhǔn)則，為條帶充填參數(shù)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。
　　(2)分析了在條帶充填開(kāi)采中影響地表沉陷的因素，并以級(jí)索煤礦16煤作為工程背景，采用FLAC3D數(shù)值模擬了主要因素對(duì)條帶充填地表沉陷規(guī)律的影響，結(jié)果表明:地表沉陷規(guī)律與充填參數(shù)密切相關(guān)，通過(guò)控制相關(guān)充填參數(shù)（寬度、強(qiáng)度、間距）可以達(dá)到控制地表沉陷的目的。
　　(3)采用理論分析和數(shù)值模擬手段分析了充

3、填條帶的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律。闡明了縱波、橫波條件下充填條帶應(yīng)力、應(yīng)變變化解析解，以此為基礎(chǔ)，揭示了動(dòng)力擾動(dòng)下充填條帶失穩(wěn)機(jī)理;采用數(shù)值模擬分別研究了縱波、橫波的強(qiáng)度及頻度對(duì)條帶充填采場(chǎng)穩(wěn)定性的影響。
　　(4)研發(fā)了適合級(jí)索煤礦具體條件的條帶充填復(fù)采相關(guān)技術(shù):研發(fā)了以建筑廢棄物為骨料，以硅酸鹽水泥為膠凝材料的新型膏體充填材料;構(gòu)建了適應(yīng)淺埋深煤層充填的泵送充填開(kāi)采系統(tǒng);設(shè)計(jì)了適合條帶煤柱復(fù)采充填的技術(shù)工藝。
　　(5)對(duì)級(jí)索煤礦礦

4、壓顯現(xiàn)情況及地表沉陷情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，以此為根據(jù)，對(duì)條帶充填開(kāi)采效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。礦壓監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:頂?shù)装逡平糠謩e為44mm、45mm、40mm，條帶充填后礦壓顯現(xiàn)較小，充填體內(nèi)垂直應(yīng)力分別為5.26MPa、4.88MPa、4.76MPa，條帶充填體可以支撐上覆巖層的重量。地表下沉監(jiān)測(cè)表明工作面開(kāi)采后地表的最大下沉43mm;最大傾斜變形為0.65mm/m;最大曲率變形為0.018mm/m2;最大水平變形為0.16mm/m，均小于建筑物Ⅰ級(jí)