淺埋煤層短壁充填開采覆巖運動控制研究.pdf

1、裕興煤礦生態(tài)園下壓覆大量煤炭資源，為保證地表生態(tài)園區(qū)內(nèi)建構(gòu)筑物安全穩(wěn)定在損壞等級Ⅰ，本文綜合運用理論分析、室內(nèi)試驗、數(shù)值模擬、現(xiàn)場監(jiān)測等方法對比研究短壁充填開采、短壁充填置換開采方式下的覆巖及地表移動變形規(guī)律。
　　以裕興煤礦31601工作面為工程實例，基于obert條帶煤柱穩(wěn)定性計算要求，通過梁理論分析計得到支巷采寬5m，結(jié)合尖點突變理論及覆巖-煤柱-充填體協(xié)作支撐體系承載機(jī)理分析，得到誘發(fā)煤柱及充填協(xié)作支撐體系失穩(wěn)的力學(xué)判據(jù)。

2、
　　對比短壁充填開采、短壁充填置換開采得到不同開采方式下覆巖移動變形參數(shù)，同時通過煤柱及覆巖應(yīng)力監(jiān)測對煤柱-覆巖、煤柱-覆巖-充填體、充填體-覆巖三種空間力學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析，得到“樹杈型”貫穿性裂隙演化特征。通過充填體取芯監(jiān)測得到充填體一系列力學(xué)參數(shù)。在短壁充填置換開采中形成的覆巖-充填體-煤柱支撐協(xié)作體系中煤柱應(yīng)力達(dá)12MPa，充填體受力2MPa情況下保證了覆巖整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。得到短壁充填開采條件下地表最大下沉值約為300mm

3、，傾斜值為0.71mm/m、最大曲率值0.02mm/m2、最大水平變形值0.63mm/m。短壁充填置換開采地表最大下沉值為1050mm，地表最大傾斜變形值為2.9mm/m、水平變形為2.3mm/m、曲率值為0.07mm/m2。通過理論計算及實驗確定了裕興煤礦短壁充填開采的回采方案，資源回采率達(dá)到75％，且有效控制地表移動變形情況，保護(hù)了地表生態(tài)園區(qū)建構(gòu)筑物損壞程度小于損壞等級Ⅰ。
　　對31601工作面地表移動進(jìn)行觀測，得到短壁充