分阶段充填开采应力演化与地表减沉效果研究

为研究分阶段充填开采应力演化及地表沉陷特征,采用数值模拟和现场实测方法,对各阶段充填开采的采动应力与位移特点进行模拟和实测分析。结果表明:第1阶段开采时,煤柱为主要支护体,充填体为被动支护体,主要起到应力传递的作用,随顶板下沉开始逐渐承载,充填体与煤柱形成统一支护体,相互提高了支撑能力,该阶段顶板及地表仅出现轻微下沉;第2阶段开采时,其应力演化过程与第1阶段类似,煤柱最大垂直应力22 MPa,充填体最大垂直应力12.0 MPa,但顶板及地表下沉量幅度较大,第2阶段下沉占总下沉量的83.2%。实测结果与模拟结果规律性一致,相比垮落法开采,地表下沉减少了92%。     

固体充填开采地表沉陷规律数值模拟

固体充填开采是近年来发展的一种较好的绿色开采技术,在国内获得初步应用,但实测资料较少。结合一个试采工作面,采用FLAC3D数值模拟手段,对固体充填开采不同充填率及充填体不同弹性模量条件下地表下沉规律进行研究。研究表明,随着充填率从100%减小到50%,地表下沉最大值从312 mm增加到907 mm,充填率对地表下沉的影响很大,在选择充填开采的时候,保证充填接顶对防止地表变形过大很有帮助。随着充填体弹性模量从0.24 GPa增大到24 GPa,地表最大下沉值迅速减小,选择合理的充填体级配很重要,只要充填体达到抗变形能力即可。     

条带开采与固体充填开采地表沉陷规律研究

目前,建筑物下采煤通常采用条带开采和充填开采,为了研究这2种建筑物下采煤方法的地表移动变形规律,结合花园煤矿条带开采和固体充填开采实测数据,分别进行了地表静态、动态移动变形规律分析。研究得出：条带开采走向边界角56°,固体充填开采走向边界角57°、上山边界角62°、下山边界角53°;两者的地表移动盆地特征基本符合传统垮落法开采地表沉陷规律,但两者动态移动变形规律与其相比有一定的差异,在工作面回采过程中两者地表点下沉速度较小,出现多处峰值现象,基本不存在传统垮落法开采地表急剧下沉的活跃阶段。最后反演出地表预计概率积分法模型各参数。上述研究将为类似矿区地表沉陷预计以及开采方案设计提供一定的参考和指导。     

建筑物下固体充填开采地表沉陷规律分析

为了研究固体充填开采地表沉陷影响因素,实现建筑物下安全开采,以唐山矿T3281N工作面为工程背景,运用现场实测和FLAC3D数值模拟相结合的方法,分析了地表变形参数与充填体压缩率、充填率的关系。结果表明:实测地表最大下沉值为38 mm,仅占采高的1%,充填开采地表变形较小;充填率从70%增加到95%时,地表下沉峰值和水平变形峰值分别减小了67.1%和70%。;压缩率由25%减小至5%时,地表下沉峰值和水平变形峰值分别减小了61.8%和61.3%;合理提高充填率与压实度能够有效降低开采沉陷程度,充分保护地表建(构)筑物。     

长壁综采矸石与粉煤灰充填技术及地表沉陷分析

固体充填开采能够有效兼顾煤炭开采经济效益与环境效益,是一种较好的绿色开采技术,在国内获得初步应用,但实测资料较少。介绍邢台煤矿7606工作面长壁综采矸石与粉煤灰充填采煤工艺,并结合观测站实测资料和FLAC3D数值模拟手段,研究固体充填开采在减少地面下沉中的作用,并研究不同充填率和充填体不同弹性模量条件下地表下沉规律。通过观测站实测结果分析,固体充填开采在减少地面下沉方面效果明显。通过数值模拟分析,随着充填率由100%逐渐减少,地表下沉最大值则逐渐增加,充填率对地表下沉的影响很大。随着充填体弹性模量从0.24GPa增大到24GPa,地表最大下沉值迅速减小,但当充填体弹性模量增大到4GPa以后,地表移动变形值的变化不很明显。     

充填开采引起地表沉陷的影响因素探讨

针对煤矿膏体充填开采,就其引起的地表沉陷影响因素进行探讨,通过数值模拟和实践分析总结出影响因素可从三个方面考虑,即下沉量因素、压缩量因素和岩性因素.其中充填前顶板下沉量、充填体欠接顶量和充填体压缩量是三个主要影响因素,此外,特定地质条件下应考虑关键层和厚表土层的影响因素.     

煤矿井下矸石充填技术与地面减沉效果

井下矸石充填开采不仅利用了矿井产生的矸石,而且采出了部分被压煤炭,较适用于建筑物下压煤开采,是实现煤矿绿色开采的重要途径之一。结合某矿巷道充填开采,采用计算机数值模拟技术,对煤矿巷道充填开采巷道间煤柱稳定性进行研究,选出较合理的煤柱留设宽度。根据实测结果,巷道充填开采实际充填率在80%左右。对某矿开采区域,采用巷道充填开采和条带开采2种方案进行进行预测,巷道充填开采地表沉陷效果较为显著。     

千米深井矸石充填开采地表沉陷规律研究

针对千米深井矸石充填开采的地表沉陷问题,采用Flac3d软件建立数值计算模型,研究了该采区不同开采范围,不同充实率条件下的地表沉陷规律。研究表明,充实率为80%时,随工作面的推进,地表沉陷参数值逐渐增大,但增量逐渐减小;但推进距离为800m时,随充实率的提高,下沉值、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等参数逐渐减小,且减小量逐渐增大。     

陶一矿超高水材料采空区充填减沉效果分析

超高水材料是一种新发明的采空区充填材料,水体积和水灰比分别可达97%和11:1.为解放建筑物下压煤,在陶一煤矿12701上工作面实施了超高水材料采空区充填开采试验.根据试验面各子充填面的实际充填情况,运用等效采高概率积分法预计了试验面在不同充填率时地面的移动和变形情况,然后运用UDEC4.0数值软件对上覆岩层移动情况进...     

麻黄梁矿充填开采对地表环境的影响规律研究

为了保证“三下”压煤的安全、高效开采,降低“三下”开采对地表设施和生态环境的影响,以麻黄梁矿为背景,基于UDEC数值模拟与实际观测对建筑物下条带充填开采的可行性进行了分析,并对地表建筑物和地表生态环境的影响作用进行了分析。结果表明：目前采用的“采8留24”条带充填开采技术可以满足矿山安全高效的生产;充填开采对麻黄梁矿区地表建筑物以及工业场地的影响较小,下沉量约10 cm,与实际监测结果相近,保障了开采安全。研究成果将对提高煤炭资源采出率,延长矿井服务年限,促进矿区的可持续发展具有重要的指导作用。     

地表注浆充填减沉开采研究

文中以刘店煤矿注浆减沉工程为例:介绍通过地面打孔,对煤层开采的采空覆岩分离层进行注浆充填从而减少地表沉降;对该项目应用实际效果进行了分析,实现不迁村开采,并有效保护了耕地;为实现矿山绿色开采的可能途径提供借鉴。     

浅埋煤层条带开采固体充填地表沉陷定量控制方法

基于等价采高模型和概率积分预计原理分析了固体密实充填全采全充模式在建(构)筑物下浅埋煤层开采的不适应性,分析了建(构)筑物下浅埋煤层开展条带开采固体充填的必要性。在此基础上提出了建(构)筑物下浅埋煤层条带开采固体充填设计原则和沉陷定量控制设计方法。最后将条带开采固体充填设计方法用于某浅埋煤层开采取得了良好的效果。     

条带充填开采沉陷影响因素分析

针对条带开采采出率较低、全采全充成本较高的问题,提出了一种条带开采与充填开采相结合的网状带式充填开采方法.以某矿工作面地质条件为工程背景,确定合理的工艺参数后进行了数值模拟分析.研究结果表明,在采区内煤炭资源实现全采的条件下,地表变形量也小于建筑物Ⅰ级损坏等级指标,并给出合理的采留宽及临界采留宽;且通过数值模拟分析,得...     

特厚煤层充填开采对地表村庄的影响研究

随着煤炭资源的不断开发,"三下"(建筑物下、水体下、道路下)压煤问题越来越突出,充填采煤法成为"三下"压煤开采的有效方法。基于公格营子矿特厚煤层似膏体充填开采实践,通过充填开采地表沉陷实际观测和地表移动变形的预计分析,结合地表建筑的受损等级标准,就充填开采对地表村庄的影响进行了研究。结果表明,似膏体巷式充填开采控制地表下沉的效果良好,地表沉陷下沉系数为3.5%。特厚煤层全部充填开采后,村庄范围地表移动变形不明显,将不会影响村庄范围内的建筑物正常使用。     

浅埋薄煤层超高水充填开采地表移动规律

为了研究浅埋薄煤层超高水充填采空区后地表移动规律,根据某矿具体地质条件,采用FLAC<'3D>数值模拟软件,建立了浅埋薄煤层超高水充填开采数值模型.在影响地表沉陷的诸多因素中,模拟主要给出了充填体强度一定,充填率不同时的地表下沉等值线图及下沉最大值,回归分析得出了相应函数关系式并分析出其原因.研究表明:在充分采动或超充分采动条件下,地表下沉最大值ω随超高水充填率κ的增大呈线性关系减小,表达式为ω=-0.8396κ+0.8378.     

煤矸石充填开采地表沉陷变形规律研究与分析

煤矸石充填开采是一项顺应煤炭绿色可持续发展、响应国家环保政策的矸石绿色处置新技术。矸石充填开采可以降低采空区顶板垮落的可能性,并对地表沉陷变形起到关键控制作用。为了准确预测煤矸石充填后对地面的减沉效果,以某煤矿为工程背景,首先概述了煤矸石充填系统总体布置,之后通过模拟,对地表沉陷变形规律进行了预测,以期为煤矸石充填开采控制地表沉陷提供参考。结果表明：通过数值模拟计算,某煤矿3211、3212、3213三个工作面充填开采后,预测最大水平变形绝对值为0.41 mm/m,最大倾斜变形绝对值为0.40 mm/m,最大曲率变形绝对值为0.002 6 mm/m²;实测最大水平变形绝对值为0.61 mm/m,最大倾斜变形绝对值为0.49 mm/m,最大曲率变形绝对值为0.013 6 mm/m²,实测数据较预测数据偏大,但偏差不大,且均低于国家Ⅰ级变形指标。研究结果表明：利用数值模拟预测煤矸石充填开采后地表沉降变形是可行的,煤矸石充填开采可以大大减缓地面沉降。     

煤矿膏体充填开采与地表沉陷规律的模拟研究

为了研究膏体填充条件下开采时顶板岩层运移以及地表破坏与填充率的关系,本文以大柳塔煤矿5105工作面为实际工程背景,运用FLAC数值模拟软件对不同充填率下,地表下沉、水平位移、倾斜滑移以及承压应力进行了模拟研究,得到了充填率与三者的关系曲线图。结果表明:膏体充填开采过程中,顶板岩层稳定,破坏程度小,不出现垮落带,仅存在弯曲下沉带和裂隙带;为控制地表变形沉陷,须保证充填率超过93%,此时极限下沉量为200 mm。充填率的提高对控制地表变形具有显著效果,分层开采向大采高一次采全高转变可作为一种控制充填率的有效技术措施。     

覆岩注浆开采地表减沉过程分析

本文把覆岩注浆开采地表下沉划分成初始、注水、注浆三个阶段，其中初始下沉是不可控制量，而注水与注浆下沉是可控制下沉，并进一步指出采用超前高压注水是提高减沉效果的有效技术措施。     

条带充填开采充填率对地表移动影响因素研究

解决“三下”压煤问题的关键是地表沉陷的控制技术。条带充填技术的发展提供了一种经济有效的地表沉陷控制技术,本文采用数值模拟的方法研究了厚松散层下条带充填开采充填率对地表移动变形的影响因素及其规律。结果表明随着充填率的增加,主断面地表移动变形的下沉值、倾斜值(绝对值)、曲率值、水平变形值逐渐减小;当充填率由64.5%~69%时,地表最大下沉值、倾斜值极大值呈显著减小趋势,曲率极大值的减小幅度有所降低,水平变形极大值的减小幅度先减小后变大。