條帶開采條件下的覆巖離層注漿減沉技術(shù)體系研究.pdf

1、依托湖南省科技計劃重點項目“南方煤礦綠色安全開采技術(shù)體系研究”,以條帶開采和離層注漿減沉技術(shù)為基礎,通過理論分析、數(shù)值模擬和工程實例驗證等研究手段,研究了覆巖離層注漿與條帶開采耦合提高回采率和減沉效果的技術(shù)體系。
　　 根據(jù)煤系地層的結(jié)構(gòu)特征和頂板覆巖的運動特征,將整個覆巖結(jié)構(gòu)視為兩端固定的組合介質(zhì)梁,考慮到覆巖各層之間物理力學性質(zhì)的差異,應用彈性梁理論、關(guān)鍵層理論推導了覆巖中關(guān)鍵層位置的判別公式,克服了原有判別公式在工程應用中

2、的誤差和不便。
　　 采用數(shù)值模擬方法,研究了覆巖的動態(tài)移動規(guī)律、應力場分布的動態(tài)變化規(guī)律、離層產(chǎn)生過程及擴展規(guī)律、條帶煤柱的失穩(wěn)過程。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果和前人的研究成果,對離層的產(chǎn)生機理、條件及影響因素,離層位置的判別,條帶煤柱的穩(wěn)定性及判別,條帶尺寸的設計方法等進行了研究?；诓蓜訉﹄x層層位的影響程度,將開始閉合前的離層劃分為三種狀態(tài):非充分采動離層、充分采動離層和超充分采動離層,并揭示了離層空間、地表沉陷盆地和采區(qū)空間三者之

3、間的辯證關(guān)系,對指導離層注漿控制覆巖運動具有重要意義。
　　 將采場覆巖結(jié)構(gòu)簡化為組合板結(jié)構(gòu),將各層巖層簡化為承受均布荷載的四邊簡支的矩形巖板,應用彈性薄板理論推導了覆巖巖板荷載的計算公式以及覆巖離層特征量(空間體積、裂隙寬度、斷面面積)的計算公式,對計算注漿量和評價注漿效果具有重要意義。提出了離層注漿減沉的動態(tài)模型,對減沉機理有了新的認識,認為離層注漿減小了剩余離層空間,降低了地表潛在沉陷幅度。
　　 依據(jù)巖層移動規(guī)律