條帶煤柱狀態(tài)及膏體置換開采覆巖演化規(guī)律研究.pdf

1、隨著時間的推移，開始處于穩(wěn)定的條帶煤柱將來可能會失穩(wěn)坍塌，成為威脅老礦區(qū)發(fā)展其它工業(yè)的潛在災(zāi)害源;同時，部分礦井為延長服務(wù)年限，不得不考慮開采以前“三下”開采留設(shè)的條帶煤柱。膏體充填開采作為煤礦綠色開采技術(shù)體系之一，成為科學(xué)解決這一問題的重要手段。研究條帶煤柱的狀態(tài)和膏體充填開采覆巖的演化規(guī)律不僅對減輕煤柱失穩(wěn)造成的災(zāi)害具有積極作用，也可為煤柱資源的回收提供科學(xué)依據(jù)。本文采用室內(nèi)試驗和理論分析等方法，進行了較為系統(tǒng)的研究。論文獲得主要成

2、果如下。
　　(1)在煤礦充填現(xiàn)場取得不同齡期的膏體，采用MTS815.03電液伺服巖石試驗系統(tǒng)對其進行力學(xué)性質(zhì)試驗，分析了在工作面有限空間和特定環(huán)境下充填膏體的力學(xué)特性。井下充填體強度相對較高，但凝結(jié)性差、力學(xué)性質(zhì)離散性大;擬合回歸了不同齡期充填膏體的力學(xué)參數(shù);發(fā)現(xiàn)圍壓對充填膏體變形性能以及強度影響十分明顯。
　　(2)應(yīng)甩正交設(shè)計方法，用砂子、粉煤灰、石膏配制出的低強度相似材料，基本可以覆蓋大部分巖體材料模型試驗對相似材

3、料力學(xué)性質(zhì)的要求。采用極差分析法分析了各因素的敏感度，并給出了各因素對相似材料力學(xué)參數(shù)影響的直觀分析圖。
　　(3)采用相似材料模擬對條帶煤柱的狀態(tài)進行了試驗研究。條帶開采后滯留的煤柱一側(cè)煤體邊緣發(fā)生了塑性破壞，而另一側(cè)煤體邊緣仍然處于彈性變形狀態(tài)，并對煤體上出現(xiàn)這種理論上應(yīng)該相似但實際情況卻不相同的支承壓力分布進行了分析。
　　(4)采用室內(nèi)相似材料模擬試驗對膏體充填開采覆巖演化規(guī)律進行了研究。充填體限制了覆巖形變的進一步