充填體—圍巖協(xié)調變形機制與沿空留巷技術研究.pdf

1、在煤礦生產中,回采巷道的長度約占巷道總長度的60％以上,采用沿空留巷技術可以解決煤柱損失問題,提高煤炭回收率,還可以達到有效治理工作面生產中瓦斯超限問題。因此,采用沿空留巷無煤柱護巷開采方法符合我國科學采礦、綠色采礦的發(fā)展方向。在沿空留巷施工中巷旁支護充填體的穩(wěn)定是沿空留巷成功的主要影響因素之一,由于巷旁支護充填體經歷頂板活動持續(xù)時間長、產生應力集中度高、動壓影響強烈,因此,保持充填體的穩(wěn)定存在諸多不確定因素,充填體的破壞失穩(wěn)是造成沿空

2、留巷失敗的主要原因之一。
　　本論文采用理論分析、模擬計算、實驗室實驗和現(xiàn)場工業(yè)性試驗等多種手段相結合的方法,系統(tǒng)研究了留巷頂板與充填體相互作用機理、充填體-圍巖協(xié)調變形機理、軟介質接頂充填體應力均布效果、以及軟介質接頂充填體和冒落矸石膠結固化充填體的穩(wěn)定性,并在工業(yè)性試驗中取得了十分滿意的效果。主要研究成果如下:
　　(1)將充填體、接頂軟介質和頂板簡化成不同剛性系數(shù)Eak=的等效Δbb-彈簧,根據(jù)充填體和頂板相互作用機理

3、,頂板與充填體之間應力與變形關系以及充填體適應頂板支護要求,通過充填體強度參數(shù)設計來實現(xiàn)老頂、直接頂與充填體之間協(xié)調變形。
　　(2)根據(jù)傾斜煤層采空區(qū)冒落矸石自溜的規(guī)律,充分利用采空區(qū)冒落矸石作為主要沿空留巷巷旁充填主要材料,通過噴漿、灌漿固化提高充填體抗壓強度和整體穩(wěn)定性,成功實現(xiàn)傾斜煤層沿空留巷。
　　(3)突破傳統(tǒng)充填體寬高比系數(shù)不小于0.8的要求,采用寬高比系數(shù)為0.23的軟介質接頂膠結材料充填體成功沿空留巷,這是