基于充实率的矸石充填开采地表移动数值模拟

为了研究矸石充填开采在不同充实率条件下的地表移动变形规律,采用FLAC3D数值模拟软件建立某矿区不同充填强度下的矸石充填开采数值计算模型,分析不同的充实率对地表沉陷的影响规律,并在此基础上结合等价采高理论对比分析了薄煤层垮落法开采与矸石充填开采地表移动结果,得出两者地表最大移动量的差值随充实率的变化特征,研究表明:矸石充填开采充实率越高,地表沉陷的控制效果越好,地表移动与变形极值均随充实率的增加而呈线性减小;基于等价采高的矸石充填开采预计是偏于保守和安全的,且随着充实率的增大,等效薄煤层与充填开采地表移动极值逐步接近,相对偏差逐渐减小。     

矸石充填体压缩率对充填效果影响的数值模拟

为了分析矸石充填体压缩率的变化对矸石充填开采覆岩破坏规律的影响,利用FLAC3D数值模拟软件对兖州某一矿区的矸石充填开采进行数值模拟,结果表明：矸石充填开采地表移动变形规律和薄煤层垮落法开采类似;矸石充填体压缩率越小,地表沉陷控制效果越好;矸石压缩率增加时,地表的下沉极值、水平移动极值、倾斜极值及水平变形极值分别呈线性增大;覆岩破坏高度和矸石充填体压缩率成正线性相关。     

膏体充填开采孤岛煤柱覆岩移动规律研究

为分析膏体充填开采孤岛煤柱覆岩移动破坏规律,确定充填开采控制地表沉陷的充填率阈值,基于充填膏体作用机理,并结合现场地质条件,采用相似材料模拟和理论分析,研究了采用充填法和垮落法开采孤岛煤柱分别引起来的覆岩移动规律,根据地表变形规律分析了充填开采控制地表沉陷的充填率阈值,并通过现场实测进行了地表下沉分析。     

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。     

长壁全部充填与条带充填开采沉陷控制效果对比

为了研究不同充填开采方法对地表沉陷的控制作用,采用理论分析和数值模拟方法对比了长壁全部充填和条带充填开采的地表沉陷规律,并对二者差异及原因进行了分析,研究结果表明:在充填率相同的条件下,采用长壁条带充填开采能够形成若干个间隔支撑顶板的"条带充填体",限制顶板和覆岩的下沉量,保证覆岩关键层结构不破坏,使得地表沉陷可控;而采用长壁全部充填开采,充填体被平均分配到整个采空区,导致空顶高度增加、顶板和覆岩的下沉量变大,造成覆岩关键层结构发生破坏、地表下沉加剧,因而沉陷控制效果较条带充填明显变差;在控制相同的地表沉陷效果时,长壁条带充填的充填率较长壁全部充填明显降低;说明一定充填率条件下长壁条带充填开采对地表沉陷的控制效果比长壁全部充填开采更好。     

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。     

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.     

充填体压实率对综合机械化固体充填采煤岩层移动控制作用分析

以地面矸石、粉煤灰、黄土等固体废弃物为充填材料的综合机械化固体充填采煤技术为“三下”压煤的安全高效回收创造了条件.结合现场地质条件并根据等价采高的概念,分析了不同矸石与粉煤灰充填体压实率对等价采高的影响规律;并通过数值模拟分析了矸石与粉煤灰充填体不同压实率条件下对综合机械化固体充填采煤岩层移动控制与地表沉陷的控制作用,提出了保持地表沉陷在允许范围之内的充填体压实率为15％;最后通过工程实践得出综合机械化固体充填采煤技术工作面的岩层移动及地表沉陷控制效果良好,基本没有影响到地表的建筑和设施的正常使用,研究成果可为综合机械化固体充填采煤技术的有效实施提供技术参考.     

厚松散层下条带充填开采沉陷影响因素的数值模拟分析

为了研究厚松散层下条带开采中充填率、松散层厚度、充填体强度及关键层厚度对地表沉陷的影响规律,运用FLAC3D三维数值模拟方法,分别改变上述4个因素模拟研究地表移动变形情况,探讨了以上4个因素对地表最大下沉值的影响规律。研究表明,随着充填率的增加,主断面地表移动变形的下沉值逐渐减小;随着松散层厚度增加,地表移动变形的下沉值先减小后增大;当关键层厚度在一定范围内(40~85m),随着关键层厚度的增加,地表移动变形的下沉值逐渐减小;当关键层厚度超过85m时,地表移动变形的下沉最大值由减小趋势变为增大趋势。     

充填开采对地表沉陷影响因素的数值模拟

充填开采对于解放"三下"煤炭资源具有重要意义,是实现煤炭资源绿色开采的重要途径。充填体强度和采空区充填率是地表沉陷的直接影响因素,为此,以平顶山十二矿CT101充填工作面为研究对象,设计了3种不同强度的充填体分别对应5种不同采空区充填率的充填开采方案。通过数值模拟分析了在不同强度充填体和采空区充填率条件下的地表沉陷规律,为充填开采中地表沉陷控制和充填体强度、采空区充填率等参数的确定提供依据。     

膏体充填工作面顶板及地表沉陷过程数值模拟

为了掌握膏体充填工作面上覆岩层的移动规律及地表沉陷情况,对比与垮落法的不同,基于充填采矿对未来煤矿开采的重要性,文章以某矿村庄下膏体充填开采研究为背景,采用FLAC软件进行数值模拟.模拟分步开挖、分步充填、膏体强度逐步增强的开采、充填过程,与实际作业过程一致.得出了开采过程中工作面顶板与地表的动态下沉和沉陷控制效果曲线图,并与垮落法对比,总结出充填工作面顶板和地表的沉陷规律.研究结果表明:膏体充填工作面最大下沉系数仅为0.11,膏体充填能有效控制上覆岩层移动,显著降低地表沉陷;充填早期顶板下沉量占最终下沉量的大部分,缩短顶板暴露时间及膏体凝固时间、加强膏体凝固前的顶板支护、提高充填作业质量是控制地表下沉的关键.     

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。     

固体充填综采地表沉陷规律研究

结合固体充填综采原理,分析了等价采高与充填体压实率的关系。并根据某矿工程地质条件,利用FLAC2D数值计算软件,系统分析了充填体压实率、采高对地表沉陷的影响规律,得出当充填体压实率为50%、60%时,地表沉陷值较大,下沉系数分别为0.687及0.583,当充填体压实率为75%、90%时,地表沉陷明显减小;随着采高的增加,地表沉陷峰值逐渐增大,且基本呈现线性规律。     

厚松散层下矸石充填开采地表移动规律研究

为分析厚松散层下矸石充填开采地表移动规律,采用FLAC3D数值模拟软件,利用正交均匀设计试验校正室内岩样力学参数,分别建立不同松散层厚度条件下矸石充填开采数值计算模型.通过对相同基岩层厚度、不同松散层厚度条件下与相同采深、不同松散层厚度条件下矸石充填开采地表移动规律的研究得出:①在相同基岩层厚度的条件下,随着松散层厚度的增大,矸石充填开采地表最大下沉量、最大水平移动以及主要影响角正切均增大;②厚松散层下充填开采地表下沉系数随松散层厚度与采深之比呈线性递增;③采深是厚松散层下矸石充填开采地表移动范围的主要影响因素,而松散层厚度对地表移动范围的影响较小.     

膏体充填参数对岩层移动控制作用数值模拟分析

为研究膏体充填开采对上覆岩层移动控制作用及地表沉陷影响,以某矿建筑物下固体废弃物充填采煤项目为工程背景,针对充填开采3个主要参数:充填体强度、充填率和压实率,充填效果评判标准选取地表最大下沉值和水平变形极值,利用FLAC数值模拟软件,采用控制变量的方法,研究了各参数对上覆岩层移动的影响。研究结果表明,为保证充填效果,充填体强度应不小于1.5 MPa,充填率不小于85%,压实率控制在20%以内。研究可为煤矿开采中膏体充填成巷技术的现场利用提供理论参考。     

矸石变形非线性及其对岩层移动的影响

采用数值模拟方法研究了矸石充填体变形非线性特征对岩层移动的影响,比较了双屈服模型和弹性模型在开采沉陷动、静态规律以及覆岩破坏等方面模拟结果的差异.研究结果表明:在达到充分采动后,采用弹性模型和双屈服模型模拟地表沉陷基本一致;在非充分采动模拟过程中,采用弹性模型和双屈服模型在模拟地表移动与变形极值、下沉速度、移动盆地特征等方面均存在较大的差异.     

厚松散层下条带充填开采充填率对地表下沉的影响分析

为了研究厚松散层下条带充填开采时充填率对地表下沉的影响,运用FLAC~(3D)数值模拟,探讨了充填率对地表最大下沉值的影响规律:在其他地质条件不变的情况下,地表最大下沉值随充填率的增加而减小,其减小幅度逐渐变大。其主要原因是充填率增加,使得采空区顶板的悬漏量减少,并且充填体的稳定性增强,对地表的控制作用显著。     

不同回采方式下地表沉陷特征UDEC数值分析

利用UDEC分析了综采和分层开采工作面不同进尺下地表沉陷特征。研究结果表明:下分层开采工作面与综采工作面地表下沉变化趋势基本一致,极值处于采空区的中部偏后位置,但下分层工作面最大下沉值增大约30.9%,下沉系数降低约11.5%;综采工作面下沉速度极值随工作面进尺增加而增大,并向推采方向偏移,而下分层工作面下沉速度极值相对降低;下分层开采工作面比综采工作面的地表水平移动更为剧烈和波动,水平移动正、负极值分别增大约45.2%和63.6%;综采工作面采动影响范围大于分层开采工作面,分层开采工作面下分层开采超前影响角较综采工作面降低约4.38%,边界角降低约1.43%。     

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。     

固体充填开采地表减沉效果影响因素分析

文中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沉中的作用,并研究随着充填率从100%减小到50%和充填体弹性模量从0.24 E8 pa增大到24 E8 pa不同弹性模量条件下地表下沉规律。