基于不同充實率條件下充填開采覆巖裂隙演化規(guī)律研究.pdf

1、利用充填采煤技術(shù)可以實現(xiàn)安全開采，提高煤炭資源采出率，同時對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境也能起到積極作用。本文主要在對覆巖移動和采動裂隙演化相關(guān)理論和計算進行歸納總結(jié)基礎(chǔ)上，依據(jù)巖石基礎(chǔ)力學參數(shù)測試結(jié)果對皖北五溝煤礦CT101工作面的不同充實率下的充填開采進行了FLAC3D數(shù)值模擬，分析了隨著充實率的規(guī)律變化其覆巖采動裂隙發(fā)育高度和采場圍巖應(yīng)力的變化情況。并對比五溝煤礦CT101工作面充填開采實測結(jié)果進行綜合分析。希望能給其他類似條件下的充填工作面實現(xiàn)

2、安全高效回采提供一定借鑒作用。論文詳細研究內(nèi)容如下:
　　(1)充填開采相關(guān)理論、模型介紹。主要以彈性地基梁為代表介紹了充填開采力學簡化模型并對模型進行解析運算，同時建立了充實率與覆巖采動裂隙發(fā)育高度之間的數(shù)學關(guān)系式。
　　(2)本章節(jié)以五溝煤礦10煤CT101充填開采工作面地質(zhì)條件為基本依據(jù)，結(jié)合巖石基礎(chǔ)參數(shù)測試結(jié)果，數(shù)值模擬并分析了充實率為50％、65％、80％、90％四種充填條件下的覆巖塑性區(qū)、圍巖位移場、圍巖應(yīng)力場分

3、布演化規(guī)律。
　　(3)五溝煤礦CT101工作面充填開采實踐。在進行上述章節(jié)內(nèi)容的敘述之后，在論文第四章介紹了五溝煤礦CT101工作面充填開采實踐，分析礦壓顯現(xiàn)和采動裂隙發(fā)育實測結(jié)果，與第二章理論分析所得出的采動裂隙發(fā)育高度和第三章數(shù)值模擬結(jié)果相對比，得出結(jié)論。
　　本論文通過以上研究，得出充填開采不存在傳統(tǒng)意義上的“三帶”，只存在局部冒落區(qū)，且隨著充實率的增加，覆巖的移動變形更加緩和，裂隙發(fā)育高度顯著降低:充填開采條件下，

4、充填工作面覆巖只存在微小的斷裂下沉帶而無垮落帶，且下沉帶只會波及距離采場較近的下位巖層。數(shù)值模擬結(jié)果顯示，充填開采條件下，充實率達到80％和90％后，覆巖塑性區(qū)發(fā)育范圍極小，只在煤層頂板上方10m內(nèi)，覆巖垂直位移顯著降低，最大下沉量僅為290mm～580mm，圍巖應(yīng)力水平明顯下降，圍巖應(yīng)力集中系數(shù)僅為1.22～1.32，工作面超前支承壓力影響范圍小于7m。五溝煤礦CT101工作面采空區(qū)在充實率為89％條件下，覆巖運動形式表現(xiàn)為失穩(wěn)斷裂、