厚松散薄基巖煤層密實(shí)充填開采的覆巖移動破壞變形規(guī)律研究.pdf

1、厚松散層下薄基巖對頂板的控制能力較弱，其覆巖移動破壞變形規(guī)律呈現(xiàn)為一定的特殊性。按照傳統(tǒng)垮落法開采經(jīng)驗(yàn)，頂板礦壓顯現(xiàn)劇烈，可釀成頂板事故，如果松散層內(nèi)含水富足，工作面還可能形成潰水、潰沙危險(xiǎn)。但國內(nèi)外學(xué)者對固體密實(shí)充填開采厚松散薄基巖煤層的研究還不多，本文在歸納與總結(jié)前人的研究成果基礎(chǔ)上，采用了理論分析、數(shù)值模擬、工程實(shí)踐相結(jié)合的研究方式，對厚松散薄基巖煤層密實(shí)充填開采的覆巖移動破壞規(guī)律進(jìn)行了研究，并得出以下結(jié)論:
　　(1)基于

2、等價(jià)采高理論，得到厚松松散薄基巖導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式;建立厚松散層薄基巖段充填采空區(qū)覆巖的力學(xué)簡化分析模型，得到厚松散層單一薄基巖巖梁裂隙發(fā)育高度與充填率之間的對應(yīng)關(guān)系。
　　(2)采用L9(34)正交試驗(yàn)分析4因素對上覆巖層移動破壞變形的影響程度，按從大到小的順序排序，依次為矸石充填率、松散層厚度、煤層開采厚度、基巖厚度。
　　(3)建立垮落法和充填法開采的數(shù)值計(jì)算模型，從采場圍巖應(yīng)力、圍巖移動變形、塑性區(qū)發(fā)展規(guī)

3、律三方面進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明:與傳統(tǒng)垮落法相比，采用固體密實(shí)充填時圍巖內(nèi)支承壓力得到有效控制，并形成應(yīng)力恢復(fù)區(qū)，同時，圍巖移動量明顯減小，導(dǎo)水裂隙帶未貫通松散層下含水層。
　　(4)在某礦5104工作面進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，工作面礦壓顯現(xiàn)及地表移動觀測結(jié)果表明，采用固體密實(shí)充填后采空區(qū)上覆巖層中不存在垮落帶，頂板完整性較好，無明顯初次來壓與周期來壓，同時對地表建筑物影響較小。
　　研究成果可為現(xiàn)場提供理論指導(dǎo)，對存在厚松散薄基