膏體充填開采控制地表沉陷影響因素研究.pdf

1、礦山開采沉陷和礦山固體廢棄物的排放是造成礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞的直接根源，有效控制和減輕地表沉陷、合理地處理和利用礦山廢棄物、實(shí)現(xiàn)“綠色開采”是減輕礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞的根本途徑。針對(duì)此問題，本論文綜合運(yùn)用充填力學(xué)、流體力學(xué)、開采沉陷學(xué)等理論并結(jié)合數(shù)值模擬方法，對(duì)煤矸石膏體充填開采條件下的地表沉陷規(guī)律進(jìn)行了初步探討。
　　本論文首先分析了膏體充填開采及其基本特點(diǎn)和膏體料漿的流動(dòng)特性、流變特性及可泵性。然后介紹了常用充填材料，并對(duì)煤矸石膏體充

2、填體強(qiáng)度及充填料漿可泵性的影響因素進(jìn)行了分析。分析和研究了膏體充填體的力學(xué)作用機(jī)理及其變形破壞特性。試驗(yàn)表明，膏體膠結(jié)充填體在單軸壓縮和拉伸條件下的峰值荷載后基本沒有殘余抗拉強(qiáng)度，但殘余抗壓強(qiáng)度很高，仍然具有一定的承載能力；膏體充填體在三向受力狀態(tài)下即使是低圍壓條件下也表現(xiàn)出明顯的塑性強(qiáng)化特征，可以充分利用這個(gè)性能，在膏體充填開采設(shè)計(jì)中適當(dāng)降低對(duì)充填體強(qiáng)度的要求，降低充填材料成本，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　充填開采時(shí)，頂板一般只出

3、現(xiàn)開裂性破壞而無冒落性破壞。因此，若使頂板不冒落，充填體初期須滿足一定的強(qiáng)度要求，即充填體初期能夠保持自穩(wěn)并對(duì)直接頂板有一定的支撐能力。影響充填開采控制地表沉陷的主要因素是充填前頂板下沉量、充填欠接頂量和充填體壓縮量。采用UDEC數(shù)值模擬軟件對(duì)充填開采控制地表沉陷的主要因素與地表最大下沉值的關(guān)系進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，得出了充填體強(qiáng)度、充填率與地表最大下沉值的關(guān)系曲線；并對(duì)充填開采時(shí)工作面前方支承壓力分布和工作面后方頂板下沉進(jìn)行了模擬研究，