淺埋煤層柔性條帶充填保水開采基礎(chǔ)研究.pdf

1、陜北侏羅紀(jì)煤田是我國(guó)探明最大的煤田,探明儲(chǔ)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(yán)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(jī)理,建立條帶充填保水開采方法,具有重要的理論和實(shí)踐意義。
　　本文采用模擬實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法,系統(tǒng)地研究了特殊保水開采區(qū)的地質(zhì)開采

2、條件和充填開采的方式,分析了榆神府礦區(qū)風(fēng)積沙的工程特性及分布狀況,實(shí)驗(yàn)得出了質(zhì)量濃度83％-84％、坍落度為21.5-25cm、28d強(qiáng)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(shí)驗(yàn)研究了條帶充填開采的覆巖移動(dòng)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(duì)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(shí)驗(yàn)得出的柔性條帶充填覆巖移動(dòng)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(xué)模型,揭示了造成隔水層失穩(wěn)主要影響因素有充填體強(qiáng)度、充填參數(shù)、隔水巖組的厚度和性質(zhì)等。研究得出,合理地選擇充填體的強(qiáng)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(yùn)動(dòng),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(qiáng)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(qiáng)度低成本砂基膏體材料進(jìn)行局部充填仍然可以實(shí)現(xiàn)保水開