厚松散薄基岩煤层密实充填开采的覆岩移动破坏变形规律研究

发布时间：2017-11-13 04:16

  本文关键词：厚松散薄基岩煤层密实充填开采的覆岩移动破坏变形规律研究

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【摘要】：厚松散层下薄基岩对顶板的控制能力较弱,其覆岩移动破坏变形规律呈现为一定的特殊性。按照传统垮落法开采经验,顶板矿压显现剧烈,可酿成顶板事故,如果松散层内含水富足,工作面还可能形成溃水、溃沙危险。但国内外学者对固体密实充填开采厚松散薄基岩煤层的研究还不多,本文在归纳与总结前人的研究成果基础上,采用了理论分析、数值模拟、工程实践相结合的研究方式,对厚松散薄基岩煤层密实充填开采的覆岩移动破坏规律进行了研究,并得出以下结论：(1)基于等价采高理论,得到厚松松散薄基岩导水裂隙带发育高度经验计算公式；建立厚松散层薄基岩段充填采空区覆岩的力学简化分析模型,得到厚松散层单一薄基岩岩梁裂隙发育高度与充填率之间的对应关系。(2)采用L9(34)正交试验分析4因素对上覆岩层移动破坏变形的影响程度,按从大到小的顺序排序,依次为矸石充填率、松散层厚度、煤层开采厚度、基岩厚度。(3)建立垮落法和充填法开采的数值计算模型,从采场围岩应力、围岩移动变形、塑性区发展规律三方面进行对比分析。结果表明：与传统垮落法相比,采用固体密实充填时围岩内支承压力得到有效控制,并形成应力恢复区,同时,围岩移动量明显减小,导水裂隙带未贯通松散层下含水层。(4)在某矿5104工作面进行了工业性试验,工作面矿压显现及地表移动观测结果表明,采用固体密实充填后采空区上覆岩层中不存在垮落带,顶板完整性较好,无明显初次来压与周期来压,同时对地表建筑物影响较小。研究成果可为现场提供理论指导,对存在厚松散薄基岩地质条件的矿区实现保水开采、安全开采、绿色回采具有重要指导意义。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD325

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本文编号：1179057