多分層充填開采覆巖及膏體變形破壞研究.pdf

1、山東太平井田煤系被第四系松散層覆蓋，松散層平均厚度158m，松散層底部賦存一中等富水性含水層。太平煤礦六南采區(qū)基巖厚度0~32.6m，基巖較薄，故太平煤礦六南01工作面屬于典型的厚松散含水層薄基巖下煤層開采。
　　本文采用試驗(yàn)研究、理論分析、物理模型和數(shù)值模擬等方法，對膏體充填材料的長期力學(xué)性質(zhì)和水穩(wěn)性、以及在充填開采過程中的作用機(jī)理進(jìn)行了研究，并對垮落法開采、充填開采及條帶充填間歇開采等多種采煤方法的覆巖及充填體的變形移動(dòng)特征與

2、應(yīng)力演化規(guī)律進(jìn)行了對比分析研究。建立了膏體充填材料水穩(wěn)性評判標(biāo)準(zhǔn)，提出合理且高效的開采方案，為礦井實(shí)際開采工作提供理論依據(jù)。主要成果如下：
　　(1)以SL膠結(jié)料、粉煤灰及河砂為原材料的膏體充填材料具有較高的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度，可滿足充填體自穩(wěn)及后期強(qiáng)度的需要；依據(jù)建立的水穩(wěn)性工程評判標(biāo)準(zhǔn)，膏體充填材料的水穩(wěn)性屬中等至強(qiáng)，軟化性質(zhì)、耐崩解性較強(qiáng)，無膨脹性，穩(wěn)定后的弱滲透性充填固結(jié)體可作為相對隔水層，對水體下膏體充填開采有利。

3、>　　(2)在總結(jié)分析膏體充填開采過程中充填體的作用機(jī)理及充填效果的影響因素的基礎(chǔ)上，采用物理和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對太平煤礦六南01工作面不同方法分層充填開采進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，四分層開采結(jié)束后，四分層全垮落法開采對覆巖的擾動(dòng)程度最大，其次是一分層垮落開采其余充填開采和四分層全部充填開采，四分層全部條帶充填間歇開采對覆巖的擾動(dòng)程度最小，地表沉陷控制效果最好。
　　數(shù)值模擬推測等效采厚與實(shí)測等效采厚相吻合，太平煤礦膏體充填開

4、采欠接頂量以及頂?shù)装逡平靠刂菩Ч浅：?，膏體充填開采能有效的控制地表沉陷、上分層完整固結(jié)的充填體能為下分層煤層充填開采起到較好的隔水保護(hù)層作用。
　　(3)結(jié)合相近的實(shí)際工程開采經(jīng)驗(yàn)可知，近松散含水層薄基巖開采條件下，頂板垮落的情況下只可膏體充填開采二、三分層；四分層全部充填開采時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制采厚和開采范圍，且四分層全部條帶充填間歇開采時(shí)安全性最高，前三分層形成的膏體固結(jié)體可以有效抑制覆巖破壞的發(fā)展，對四分層開采起到有益的作用。