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、實現“綠色開采”是減輕礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞的根本途徑。針對此問題，本論文綜合運用充填力學、流體力學、開采沉陷學等理論并結合數值模擬方法，對煤矸石膏體充填開采條件下的地表沉陷規(guī)律進行了初步探討。
　　本論文首先分析了膏體充填開采及其基本特點和膏體料漿的流動特性、流變特性及可泵性。然后介紹了常用充填材料，并對煤矸石膏體充

2、填體強度及充填料漿可泵性的影響因素進行了分析。分析和研究了膏體充填體的力學作用機理及其變形破壞特性。試驗表明，膏體膠結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度，但殘余抗壓強度很高，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出明顯的塑性強化特征，可以充分利用這個性能，在膏體充填開采設計中適當降低對充填體強度的要求，降低充填材料成本，取得更好的經濟效益。
　　充填開采時，頂板一般只出

3、現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度要求，即充填體初期能夠保持自穩(wěn)并對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數值模擬軟件對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系進行了數值模擬研究，得出了充填體強度、充填率與地表最大下沉值的關系曲線；并對充填開采時工作面前方支承壓力分布和工作面后方頂板下沉進行了模擬研究，