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文檔簡(jiǎn)介
1、膏體充填回收遺留條帶煤柱已成為當(dāng)前“三下”采煤的主要方法之一。膏體充填開(kāi)采能夠取得最好的地表沉陷控制效果,但也面臨“降本提效”的巨大壓力。本文結(jié)合膏體充填回收條帶煤柱的特點(diǎn),從以下方面進(jìn)行了分析研究:(1)配制新型速凝早強(qiáng)的膏體充填材料,為取消凝固班縮短充填開(kāi)采循環(huán)周期提供條件。(2)從控制地表沉陷和保證工作面安全的角度出發(fā),給出充填工作面支護(hù)強(qiáng)度的確定方法,為優(yōu)化液壓支架設(shè)計(jì),降低制造成本提供理論依據(jù)。(3)根據(jù)膏體充填工作面頂板移動(dòng)
2、變形規(guī)律,建立了充填體與直接頂相互作用模型,為合理匹配充填步距和膏體材料早期強(qiáng)度性能提供依據(jù)。(4)通過(guò)模擬試驗(yàn)驗(yàn)證了“采空區(qū)活化”的影響,給出了活化程度的評(píng)價(jià)方法,為膏體充填回收條帶煤柱地表沉陷預(yù)測(cè)提供參考。
在常規(guī)水泥型膏體的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)研制了膠結(jié)料型膏體和速凝型膏體,并對(duì)三種類(lèi)型膏體的力學(xué)性能指標(biāo)進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試。結(jié)果表明,膠結(jié)料型膏體和速凝型膏體具有凝固時(shí)間短、早期強(qiáng)度高的特點(diǎn),為縮短充填采煤循環(huán)周期提供了條件,代表了膏
3、體材料的發(fā)展方向。
膏體充填工作面支護(hù)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)不僅要考慮滿(mǎn)足控制覆巖及地表沉陷的需要,還要滿(mǎn)足抵抗膏體料漿側(cè)壓力的需要,這是充填開(kāi)采與垮落法開(kāi)采的區(qū)別之一。本文給出了充填工作面支護(hù)強(qiáng)度的理論計(jì)算公式,分析研究了傾斜工作面支架受膏體料漿側(cè)推力的影響,指出了料漿側(cè)推力是造成支架設(shè)計(jì)支護(hù)強(qiáng)度偏高的主要原因。因此,速凝型膏體也是降低支架設(shè)計(jì)支護(hù)強(qiáng)度和制造成本的必然選擇。
充填體與直接頂相互作用的兩端固支梁模型為分析充填體早
4、期強(qiáng)度階段直接頂?shù)姆€(wěn)定性提供了理論計(jì)算方法,通過(guò)中等穩(wěn)定頂板和不穩(wěn)定頂板條件下的兩個(gè)典型算例,給出了充填步距的確定過(guò)程,并對(duì)主要影響因素進(jìn)行了敏感性分析,算例指出,速凝型膏體對(duì)于加大充填步距,提高充填開(kāi)采效率十分有利。
模擬試驗(yàn)驗(yàn)證了膏體充填回收遺留條帶煤柱時(shí)“采空區(qū)活化”的影響,提出了采空區(qū)活化影響程度的評(píng)價(jià)方法,并對(duì)各影響因素進(jìn)行了正交計(jì)算分析,結(jié)果表明,采空區(qū)活化對(duì)地表沉陷影響的主要因素是條帶采寬,充填體的強(qiáng)度次之。
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