河堤下固體充填采煤地表變形控制研究與實踐.pdf

1、河堤是沿江河、渠道、湖、海岸邊或分洪區(qū)、圍墾區(qū)邊緣修筑的擋水建筑物，我國存在大量的河堤下壓煤，通常采用留設(shè)大尺寸防水煤柱或者限制采煤厚度的方式進(jìn)行開采，浪費了大量的煤炭資源，并且不能完全保證河堤的安全，影響當(dāng)?shù)刂卮笏こ痰陌踩\行。固體充填采煤技術(shù)作為新興的綠色開采技術(shù)，近年在我國“三下”壓煤開采方面已取得了重大突破，理論與實踐證明，固體充填采煤可以在高采出率開采煤炭資源的同時，嚴(yán)格控制地表變形，保護(hù)地表建構(gòu)筑物。因此，本文提出了河堤

2、下固體充填采煤的思路，采用理論分析、實驗室試驗、數(shù)值模擬及工業(yè)性試驗等多種研究方法，研究了河堤變形的防護(hù)關(guān)鍵，分析了河堤受固體充填采煤工作面采動影響的變形機(jī)理及規(guī)律，建立了河堤變形的預(yù)計模型，提出了控制河堤變形的可控因子及影響規(guī)律，并進(jìn)行了工業(yè)性試驗。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于采動影響下河堤的變形機(jī)理及形式，分析了滲流場與耦合場相互作用下的河堤變形規(guī)律，提出控制地表下沉及拉伸變形是保障河堤穩(wěn)定性的關(guān)鍵，結(jié)合固體充填采煤的地表

3、變形機(jī)理，確定了河堤下固體充填采煤的可控因子。⑵根據(jù)土堆型河堤的結(jié)構(gòu)特征，提出河堤破壞的判別標(biāo)準(zhǔn)以所受拉應(yīng)力為主，建立了河堤采動變形力學(xué)模型，得出了河堤采動變形參數(shù)及其與拉應(yīng)力之間的計算關(guān)系。⑶以充實率為充填效果的表征參數(shù)，建立了基于充實率的河堤變形預(yù)計模型，并結(jié)合河堤穩(wěn)定性判別標(biāo)準(zhǔn)，提出了多充填工作面條件下的充實率設(shè)計方法與流程。⑷通過數(shù)值模擬分析，得出固體充填采煤工作面不同影響因素變化時河堤的穩(wěn)定性，根據(jù)理論分析、實驗室試驗及數(shù)值計