深埋煤層充填開采技術(shù)及上覆巖層穩(wěn)定性評價研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，作為我國傳統(tǒng)能源的煤炭資源開采規(guī)模日益增大，可采資源日趨減少，三下（建筑物下、鐵路下、水體下）呆滯煤又得不到合理開采，這成為制約礦區(qū)可持續(xù)開采和礦區(qū)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展的重要問題。另外，礦區(qū)采出的矸石一般堆積在地面，使得土地資源被占用，且經(jīng)過長期風化，會造成環(huán)境污染。采取矸石充填開采的方法，既可實現(xiàn)廢物再利用，又可作為地下結(jié)構(gòu)支撐體，從而達到控制地表沉陷、提高煤炭采出率、保護礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、解放“三下”煤炭資源等目的。鑒于

2、此，本文以陜西彬長某礦深埋煤層充填開采為工程依托，綜合運用理論分析和數(shù)值模擬兩種研究方法，在分析合理開采方式及充填工藝的基礎(chǔ)上，對深埋煤層矸石充填技術(shù)及上覆巖層穩(wěn)定性評價進行研究，取得了具有一定價值的研究成果。主要結(jié)論如下：
　?、磐ㄟ^分析房柱式開采、條帶開采、巷柱式開采和刀柱式開采的優(yōu)缺點和適用性，綜合考慮了適用性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性三方面因素，確定條帶式開采為深埋煤層的最優(yōu)方式。通過合理安排開采作業(yè)和充填作業(yè)順序，提出合理的開采充

3、填工藝和采煤運輸系統(tǒng)的布置、充填運輸系統(tǒng)的布置以及具體的運輸作業(yè)方法。最后，確定符合現(xiàn)場實際情況的矸石充填堆棄工藝，分析影響矸石充填效果的因素，并提出了提高矸石充填效果以及與矸石充填相關(guān)的技術(shù)措施。
　　⑵根據(jù)提出的條帶式開采布置方式，選擇合理巷道和煤柱尺寸，深入分析了礦房煤柱布置中巷道寬度、巷間煤柱寬度和個數(shù)以及隔離煤柱寬度等參數(shù)之間的關(guān)系，計算出巷間煤柱和隔離煤柱的寬度及安全系數(shù)；對開采區(qū)間上方壓力拱穩(wěn)定性進行了分析，認為壓力

4、拱拱腹和拱腳是其穩(wěn)定性的關(guān)鍵；根據(jù)條帶式開采布置方式推導(dǎo)出開采率和充填率的計算公式，并計算28種巷道和煤柱布置方案的開采率和不同充填系數(shù)下的充填率。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)煤柱和壓力拱穩(wěn)定性及開采率和充填率等參數(shù)對28種礦房煤柱的布置方案進行比選，確定了合理的布置方案。最后對彬長礦區(qū)深埋煤層巷柱式開采充填工藝配套的礦房煤柱進行支護參數(shù)設(shè)計，得到相應(yīng)的支護參數(shù)。
　?、腔谕邪謇碚搶ι盥衩簩訔l帶式開采充填地表沉降進行預(yù)測，在保證上覆巖層穩(wěn)定