SV 冲击和振动 1875 - 9203 1070 - 9622 Hindawi 10.1155 / 2021/6661168 6661168 研究文章 研究上覆岩层稳定和发展水裂缝带的高度与巩固了巷道挖掘回填 https://orcid.org/0000 - 0002 - 5949 - 4389 越南盾 余 1 2 黄 海盐县 2 https://orcid.org/0000 - 0002 - 8592 - 6085 杜 Jifang 1 2 赵 范 3 张 Guangchao 1 管理科学与工程学院 山东工商大学 烟台264005 中国 sdibt.edu.cn 2 资源与安全工程学院 中国矿业大学科技(北京) 北京100083年 中国 cumtb.edu.cn 3 山西Anmei采矿设计与工程有限公司 太原030032 中国 2021年 19 3 2021年 2021年 28 12 2020年 27 1 2021年 3 3 2021年 19 3 2021年 2021年 版权©2021余盾等。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

为了探索采场覆岩的稳定性和水裂隙带发展高度的巷道充填采矿、基于采场覆岩运动和变形机制,上覆岩层稳定性的力学分析和失败,和岩石顶板梁的力学模型建立,和岩石的极限跨度和极限挠度梁断裂推导。屋顶结合力学模型的主要断裂的岩石,表土的判断的基础发展未能给出断裂区。在煤矿巷道下回填含水地层为例,基于等效开采高度,进行理论计算和分析采场覆岩的稳定性和水裂缝带的高度。验证了理论分析的可靠性比经验公式和数值模拟结果。结果表明,水裂隙带发展的底部。7砂砾岩,高度32.5米,略低于经验公式的计算结果。防水煤柱的厚度是39.8米,这是远远低于含水层与煤层之间的距离,可以安全开采。

 中国国家自然科学基金 41601593 博士研究山东工商大学创业的基础 BS201522 BS202005 1。介绍

中国煤炭资源丰富,在中国占据主导地位的一次能源消费 1]。地下煤炭开采过程中,上覆岩层的应力平衡状态遭到破坏,反过来,煤炭开采导致运动、变形、甚至破坏的上覆岩层 2- - - - - - 6]。根据上覆地层的运动和变形,煤层开采后上覆地层可分为屈服区,断裂区,和弯曲下沉带( 7- - - - - - 9]。裂缝后,上覆岩层崩落断层相互连接,水和水进行骨折区形成导电通道( 10, 11]。通过研究覆岩的稳定性和水裂缝带的发展,具有重要意义,以防止水灾害,矿业在水,保护水资源。

上覆岩层破坏和水裂缝带的发展引起的煤矿已经被学者和研究提出了一系列的安全技术理论和水下开采措施( 12- - - - - - 17]。一些学者研究了上覆岩层的运动和断裂的演化区通过仿真实验( 18- - - - - - 23]。预测模型的算法,其他一些学者推断预测模型的发展水裂缝带的高度通过现场测量、数学理论计算和力学模型建设 12, 24, 25]。上述研究河下采煤提供了依据。然而,采矿引起的骨折和上覆地层变形需要进一步探索从地表水和地下蓄水层的角度挖掘。

随着矿井回填的发展和绿色矿业近年来的趋势,人们越来越重视控制上覆岩层的运动变形、伤害,在煤矿回填。研究的影响因素和控制影响回填采矿控制上覆岩层的运动和变形是越来越成熟。Zhang et al。 26- - - - - - 28)进行了理论和实验研究,综合机械化固体充填开采技术,它提供了理论基础和思想相关的分析上覆岩层移动和地表沉陷在浓密的回填采矿。基于岩层控制理论,Zhang et al。 29日- - - - - - 32)全面、系统地研究了煤矸石回填表土的运动和地表沉陷特征。朱et al。 33),燕et al。 34),和黄等。 35]研究了上覆地层的结构和运动特点的不同阶段通过物理实验,揭示了控制地层沉降充填采矿的机制。杨和邱 36和冯和张 37]研究了充填开采上覆岩层运动规律的数值模拟。分析结果表明,该充填质量和比率控制运动中发挥重要作用,变形,上覆岩层的失败。

城市发展和煤矿开采水平的提高在中国,煤矿的比例在建筑,铁路,水体被称为三处挖掘迅速增加。为了完全恢复“三处”留下的安全煤柱压煤崩落法在一些矿区,当地煤柱的回填采矿应该安全有效地进行。然而,巩固了回填方法的巷道挖掘小资本投资的优势,灵活的技术,和小开采和充填过程之间的相互作用,这是更适合当地的回填采矿。如何有效地控制围岩的变形和上覆地层和控制地表沉陷值得进一步研究。针对这一点,根据巷道充填采矿的基本原理,分析了采场覆岩运动和变形特点,建立了力学模型的主要含水层下采煤顶板岩石束回填,和歧视的发展上覆岩层断裂区。

基于等价采高的回填采矿、上覆岩层的理论计算和数值模型进行水裂隙带高度。本文打算研究覆岩的稳定性和探索水裂隙带发展高度不稳定故障后比较分析。

 2。在巷道上覆岩层运动和变形机制与胶结充填采矿

巷道胶结充填采矿技术以煤矸石、粉煤灰和水泥填充材料和干的道路在规划面积有一定距离。填充泥浆由地面加油站通过管道输送到地下工作面。然后,巷道填充。填充材料固化后,煤柱filled-roadways之间的恢复和填满。因为填充材料不仅可以实现自营和熊大轴承压力后进入凝固强度还可以提供活动方限制煤柱的压力。因此,没有必要建立永久煤柱,实现全矿业和全填充巷道和最大限度地回收煤炭资源。

以三个周期为例,巷道胶结充填采矿的循环图如图 1。

循环图巷道与胶结充填采矿。

根据图 1,上面的岩层运动的煤层巷道回填采矿可以分为三个阶段。首先,随着煤炭开采的巷道,当填充泥浆不填充到巷道,巷道上方的屋顶层会有一定的弯曲下沉由于积土压力的影响。第一个周期的巷道回填需要开车两个填充道路为例,和地层运动的示意图如图 2。

第一阶段的地层运动的示意图。

其次,当填充泥浆填充到unfilled-roadway,随着巷道的顺序回填采矿、填充宽度增加,和屋顶层逐渐向下移动的压缩充填体与充填体接触后。当屋顶的沉降岩石超过岩层能承受的极限挠度,屋顶岩石发生断裂。第二个周期的巷道回填需要驾驶和填充两个unfilled-roadways为例。地层运动的示意图如图 3。

第二阶段的地层运动的示意图。

最后,顶板岩层沉降很大时,可能会破坏定期充填体。与灌装周期,填充宽度不断增加,逐渐破碎岩石地层及充填体压缩采场覆岩自重应力,与上覆地层向下移动。当沉降超过岩石本身能承受的极限挠度,岩石分解和裂缝发展向上直到某一岩层不休息。之后,连续灌装,屋顶层逐渐趋于稳定。采取第一个填第三周期的道路驾驶和填充为例,地层运动的示意图如图 4。

第三阶段的地层运动的示意图。

因此,在巷道充填开采的过程中,只要达到一定的填充率,上覆岩层运动的主要失效形式是骨折由于缓慢沉降和减少填充的身体,和它的失败身高明显低于崩落采矿,这也是根本原因下的巷道充填采矿水可以降低防水煤柱的宽度,提高开采上限的。可以减少岩石支柱和矿业的上限可以增加。水流骨折区巷道充填采矿如图 5。

原理图的水流在回填采矿破碎区。

 3所示。机械分析巷道上覆岩层变形和破坏的回填采矿 3.1。等效开采充填采矿的高度

过程中巷道回填采矿,unfilled-roadway回填反过来,充填体逐渐取代了煤的身体和在上覆地层中扮演配角。慢慢被压实,与充填体回填采矿引起的覆岩破坏程度相当于,造成了等价采高崩落开采薄煤层。

等效开采充填开采厚度的原理图如图 6,相当于挖掘高度灌装得到如下公式: (1) 米 e = 米 1 + 米 2 + 米 3 。

原理图的等价采高回填采矿。

的公式, 米 e相当于采矿充填体的高度; 米 1屋顶没有回填沉陷; 米 2是填满身体和屋顶之间的距离;和 米 3充填体的压缩量。

为 米 1, 米 2,和 米 3, (2) 米 1 = η ⋅ 米 , (3) 米 2 = 1 − ε ⋅ 米 , (4) 米 3 = δ ⋅ ε ⋅ 米 。

的公式, η 充填前顶板沉降率,%; ε 填充率,%; δ 充填体压缩率,%;和 米开采的煤层厚度,m。

因此,填充公式转化为等效开采高度 (5) 米 e = η ⋅ 米 + 1 − ε ⋅ 米 + ε ⋅ 米 。

有两个条件表土失败的过程中巷道回填采矿( 38):(1)有一定的地层沉降的空间,和地层的极限挠度小于地层沉降空间;(2)地层的拉应力超过地层的抗拉强度。

 3.2。上覆地层断裂的力学模型

巷道充填开采的过程中,当沉降空间充填体与直接顶大于上限立即屋顶的偏转,眼前的屋顶将打破后达到的极限跨度。的发展道路回填采矿、灌装宽度增加,裂缝逐渐向上发展。高于普通区,有破碎区和连续变形区。屈服的损伤变化模式相似方法,但损害程度和发展高度相对较小。原理图如图 7。

原理图的屋顶经常屈服与巷道回填区。

眼前的屋顶上方,沿着煤层倾斜方向,主要的屋顶岩石梁单元宽度。主要屋顶的两端夹上覆地层,这被视为固定的支持,并设置为负载 p Z。当屋顶的主要岩石梁的跨度 l在极限跨度范围内,岩石梁不打破,所以它可以被认为是连续的。因此,屋顶的基础上直接断裂,岩石顶板梁的力学模型建立,如图 8。

当岩石梁的跨度 l达到的极限跨度 l l,岩石梁的极限挠度值小于岩石梁下的下沉空间,岩石梁将断裂的直接顶板断裂充填体上方岩石梁接触不是主要的屋顶。因此,对于屋顶的主要岩石梁加载 p Z,有 (6) E l 我 l d 4 W x d x 4 = p z 。

的公式, E l的弹性模量是主要岩石梁和屋顶 我 l屋顶是惯性矩的主要岩石梁。设置主顶梁的挠度方程如下: (7) W x = p z E l 我 l 1 24 x + l 2 4 + c 1 x + l 2 3 + c 2 x + l 2 2 + c 3 x + l 2 + c 4 。

由于固定支撑梁的两端, (8) W x | x = − l 2 = W x | x = − l 2 ; θ = d W x d x x = − l 2 = d W x d x x = l 2 = 0。

获得梁的挠度函数如下: (9) W x = p z 24 E l 我 l x + l 2 4 − 2 l x + l 2 3 + l 2 x + l 2 2 。

如果拉应力在梁设置在任何时候 σ ,那么当 σ = R T此时,岩层的拉应力达到地层岩石的抗拉强度,和岩层裂缝。然后,岩石的极限跨度梁可以通过材料力学方法。有限的时间 l l和有限的偏转 W l岩石梁的 (10) l l = h l 2 R T p z , (11) W t = p z l 4 384年 E l 我 l 。

的公式, h l主要岩石梁和屋顶的厚度吗 R T是屋顶主要岩石的抗拉强度。

巷道充填开采的过程中,当灌装充填开采率很高,接近100%,和充填体的弹性模量大,压缩变形很小的作用下上覆地层负荷,和给定的顶板岩石的变形也很小,不能达到的极限挠度屋顶岩石断裂,岩石梁不会被打破,和上覆地层只会形成弯曲沉降区,如图 9。

力学模型的主要压力下屋顶。

总之,上述方法可以用于为每个关键层上覆岩层断裂的相关分析上主要的屋顶。关键层的破坏将导致当地表土或全部覆盖的同时打破岩石在其控制范围内,有重要影响的发展高度上覆岩层水裂隙带在水体下采煤巷道充填。因此,找出的关键层表土和分析是否坏了可以进一步确定水裂隙带发展高度。

原理图与巷道回填直接顶板弯曲变形。

 3.3。表土失败发展裂隙带的识别

屋顶的主要岩石梁达到极限挠度时将断裂,如图 10。当主屋顶岩石梁进入断层带,岩石之间形成的铰链结构块。在图 10,两个相邻断层主要岩石屋顶块进行分析,应力分析的主要屋顶骨折块如图 11。

原理图的主要屋顶岩石梁断裂。

应力分析的主要屋顶断块。

在图 11,三铰点的三铰拱,B和C, F是水平推力, R 一个和 R B是摩擦力, 问梁断裂点身体的负荷, y是岩石的块宽度, 米是岩石的块厚度, 年代是岩石的块沉陷。根据三铰拱均衡形成的主要屋顶断块( 39),它可以得出 (12) 米 − u − 年代 > 0。

的公式,u是拱铰点的高度挤压接触表面的岩石块; α 是主要的返回角屋顶岩石块; 年代 = y 罪 α / 2 ;和 u = 1 / 2 米 − y 罪 α / 2 。

公式( 12)进一步整理如下: (13) 米 > 3 2 y 罪 α 2 = 3 2 年代 。

岩石的块的最大沉降高度 v 免费的下沉空间的下部。因此,有 (14) 米 > 1。5 v 。

建立公式( 14)是一个判断条件的发展上覆岩层断裂区。

 3.4。确定岩层的自由沉降的空间

由于岩石的碎片和扩展块,破碎的岩石之间的自由空间高度块及其上覆地层与上覆岩层的发展逐渐减少从下到上环。有必要考虑岩层的碎片和肿胀的范围内定期断层带和断裂区。因为破碎岩石的破碎膨胀系数在最后的压实状态往往是残余系数,因此被认为是残余系数计算。然后,每一层的容许自由沉降空间( 40)如下: (15) u 我 = 米 e − ∑ 我 = 1 n k c 我 − 1 ⋅ h 我 。

的公式, u 我每一层的自由沉降空间; 米 e相当于采矿充填体压缩高度; k ci是上覆岩石的残碎膨胀系数;和 h 我是上覆地层的厚度。

 4所示。理论计算的发展在上覆岩层水裂缝带的高度 4.1。工程地质条件

在中国西北矿区所在地2.5公里远离河。含水砂层底部的河床覆盖煤炭轴承上部地层,这是一个强大的含水层厚度为20米。主要的矿业。6煤层是15米厚,属于特厚煤层,煤层倾角是5°到8°,挖掘每一层的高度是3米。屋顶砂砾岩和砂岩中硬抗层没有良好的水。上覆岩层的分层和机械参数如表所示 1。

分层,在煤层上覆地层的力学参数。

层数 岩性 累积深度(米) 层厚度(m) 体积密度(KN / m3) 抗拉强度(MPa) 弹性模量(GPa)
1 表层土 4.8 4.8 13.8 - - - - - - - - - - - -
2 砾质砂 28.98 23.18 24 - - - - - - - - - - - -
3 砂砾岩 48.98 20. 26.2 1。4 5
4 砂质泥岩 54.67 5.69 25.5 1。0 3
5 砂砾岩 81.97 27.3 26.4 1。6 5。1
6 煤炭 85.04 3.07 14 0.84 2
7 砂砾岩 107.01 21.97 26.4 1。7 5。2
8 煤炭 109.01 2 14 0.82 2
9 砂质泥岩 124.01 15 25.8 0.9 3
10 煤炭 126.51 2.5 14 0.85 2
11 砂岩 135.31 8.8 26.2 1。8 10.4
12 砂砾岩 139.51 4.2 26.4 1。5 4.8
13 6号煤 154.51 15 14 0.85 2
4.2。判断关键层上覆地层和计算

根据关键层的判断方法 40),在矿井煤层上覆岩层的判断。计算和分析结果如表所示 2结合表 1。

负载的关键层上覆地层和识别煤层之上。

层数 岩性 层厚度(m) 关键层 负载(kPa)
2 砾质砂 23.18 - - - - - - - - - - - -
3 砂砾岩 20. - - - - - - 1146.56
4 砂质泥岩 5.69 - - - - - - 145.1
5 砂砾岩 27.3 主关键层 1621.85
6 煤炭 3.07 - - - - - - 42.98
7 砂砾岩 21.97 下关键层 622.33
8 煤炭 2 - - - - - - 28
9 砂质泥岩 15 - - - - - - 414.31
10 煤炭 2.5 - - - - - - 35
11 砂岩 8.8 下关键层 279.5
12 砂砾岩 4.2 - - - - - - 110.88

根据表 1和 2和公式( 10)和( 11),最终崩溃的距离和极限挠度计算岩层,结果如表所示 3。

有限的跨度和上覆地层的挠度。

层数 岩性 层厚度(m) 有限的跨度(m) 有限的偏转(毫米)
3 砂砾岩 20. 31.3 0.86
4 砂质泥岩 5.69 21.1 1.63
5 砂砾岩 27.3 38.3 1.05
6 煤炭 3.07 19.2 3.16
7 砂砾岩 21.97 33.3 1.56
8 煤炭 2 15.3 2.85
9 砂质泥岩 15 31.3 1.23
10 煤炭 2.5 17.4 3.56
11 砂岩 8.8 31.6 1.23
12 砂砾岩 4.2 21.9 2.22
4.3。最大自由沉降空间的岩层和相关计算

上面的自由空间的主要采矿。6煤层,由于灌装前的小屋顶塌陷,空缺屋顶(填充率为90%)和充填体压缩压缩量主要是考虑。计算等效开采高度为1501毫米。的高度自由沉降空间号上面的覆层下。12通过结合计算公式( 15)和表 1。结果如表所示 4。

上覆地层的自由沉降的空间。

层数 岩性 层厚度(m) 残压膨胀系数, k ci 回填压实后空间破碎地层(毫米) 高度的自由下沉空间, u 我(毫米)
12 砂砾岩 4.2 1.03 126年 1501年
11 砂岩 8.8 1.03 390年 1374年
10 煤炭 2.5 1.06 540年 1111年
9 砂质泥岩 15 1.06 1440年 961年
8 煤炭 2 1.06 1501年 61年
7 砂砾岩 21.97 1.03 - - - - - - - - - - - -

结合表 2- - - - - - 4,最终跨越,最终挠度和自由得到了表土沉降空间每一层的高度,和最终的跨度和最终确定上覆地层的挠度,如表所示 5。覆岩的破坏范围只开发层的底部。7、。由于没有自由沉降的空间,没有从没有破损。7、上述地层。水裂隙带最大高度的可获得8 - 12层的总厚度32.5米。这是结论。

极限跨度、极限挠度和上覆地层的自由沉降的空间。

层数 岩性 时间有限, l l(m) 有限的偏转, W l(毫米) 高度的自由下沉空间, u 我(毫米)
7 砂砾岩 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
8 煤炭 15.3 2.85 86年
9 砂质泥岩 31.3 1.23 986年
10 煤炭 17.4 3.56 1111年
11 砂岩 31.6 1.23 1374年
12 砂砾岩 21.9 2.22 1501年
5。比较分析的理论计算、经验公式和数值模拟 5.1。经验公式计算

根据矿井的地质资料,上覆岩层的岩性中努力。的公式计算水裂缝带的高度的中硬覆被选中时,和累计开采厚度相当于采矿充填的厚度。根据我提供的充填采矿技术数据,分层充填采矿的填充率是90%,和水裂隙带高度的计算基于“规则煤柱设置压力和煤炭开采在建筑物、水体、铁路及主要道路”表所示 6。

水裂隙带高度的计算 H 米。

一级方程式赛车(m) 公式2 (m)
H 米 = One hundred. ∑ 米 1。6 ∑ 米 + 3.6 H 米 = 20. ∑ 米 + 10
19.4∼30.6 35

请注意。 ∑ 米 是累计开采厚度。

从安全的角度来看,最大的发展水裂缝带的高度是35 m根据经验公式。

 5.2。数值模拟分析

建立了矿区的三维数值模型。的FLAC3 d建立计算模型根据矿井的地质条件,如图 12。根据矿区的地质条件,建立了三维数值模型简化后煤地层。罢工模型的长度为300米,倾斜长度150米,高度是121米,煤厚度是3米,埋深144米。主关键层的顶部作为模型的上边界,与上覆地层等效负载所取代。30米以下煤层地板作为边界越低,open-off减少和停止采矿线扩展沿走向60米( x方向),分别作为模型的左和右边界,以及工作面沿倾斜30米(延伸 y方向)的前后边界模型。工作面设计模型大小是180 m×90 m,沿走向工作面是180米和90米下降。

煤矿的三维数值模型。

模型的边界条件如图所示 13。在图中, γ上覆地层的平均体积密度,以2600 KN / m3, h是距离的上边界模型表面,以54米。莫尔库仑弹塑性本构模型被选中作为矿区模型。煤和岩石的力学参数如表所示 7。在表 7的重量。1没有。4层是等效负荷所取代。因此,只列出了地层厚度和容重地层的力学参数。1没有。4所示。

模型边界条件。

煤层和上覆地层的物理力学参数。

层数 岩性 层厚度(m) 体积密度(kN / m3) 抗拉强度(MPa) 体积弹性模量(MPa) 剪切模量(MPa) 内摩擦角(°) 凝聚力(MPa)
1 表层土 5 13.8 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
2 砾质砂 24 24 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
3 砂砾岩 20. 26.2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
4 砂质泥岩 5 25.5 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
5 砂砾岩 28 26 1。6 2976年 2049年 33 3.6
6 煤炭 3 14 0.84 2083年 746年 28 1。2
7 砂砾岩 24 26.4 1。7 3462年 2177年 34 3
8 煤炭 2 14 0.82 1944年 795年 28 1。1
9 砂质泥岩 15 25.8 0.9 2273年 1172年 38 1。8
10 煤炭 3 14 0.85 1875年 672年 28 1
11 砂岩 9 26.2 1。8 5778年 4333年 34 3.2
12 砂砾岩 4 26.4 1。5 2857年 1967年 32 2.5
13 6号煤 15 14 0.85 2381年 735年 28 1。2
14 砂砾岩 30. 26.4 1。5 3077年 1935年 32 2.75
回填的身体 18.2 0.85 405年 279年 23 0.85

这个矿巷道充填采矿的,在实际的填充率90%,分层巷道充填采矿从下到上是没有采用。6煤层厚度为3米,分为5层。考虑巷道的施工工艺和生产效率,结合的截面形式存在的工作面,填充的截面矩形巷道设计:4米宽,3米高。支柱的身体的宽度是8米。从60米的位置水平距离从底层到左边界,应挖掘道路,为了完成第一个周期,然后依次完成第二个和第三个循环。底部切完全填充和稳定后,上层的巷道充填采矿。每个周期巷道挖掘和填写顺序从左到右。

根据水流的数值模拟的发展高度破碎区覆岩的巷道回填采矿、表土失败的塑性区图所示 14采场覆岩和垂直位移图所示 15。可以看出,随着填充层的增加,水裂隙带高度的增加从12米在一层回填至33米五层回填。水裂缝带的高度正相关,累计的厚度分层回填挖掘基于数据呈现在图 16这是显示他们之间正相关。

塑性区表土的失败。(一)矿业一层厚度,3 m。(b)矿业五层厚度15 m。

采场覆岩垂直位移。(一)矿业一层厚度,3 m。(b)矿业五层厚度15 m。

裂隙带高度流动的水的高度变化曲线和累积分层回填厚度。

 5.3。比较分析

覆断层理论分析表明,水裂缝带的高度是32.5米,小于35美元的经验公式。理论计算结果近似一致的数值模拟获得的33米的高度。可以看出,水裂隙带最大高度的计算经验公式是相对保守的。

根据水的高度进行破碎区,保护层的厚度,基岩风化带的厚度,可以获得所需的防水煤岩厚度支柱,如表所示 8。相比距离煤层顶板含水层的地板上,可以看出煤和岩石支柱的厚度大于111米的厚度39.8米防水煤和岩石支柱。因此,巷道充填开采是安全、可行的。

防水煤岩支柱,计算单元:m。

水裂缝带的高度 保护层厚度 基岩风化带厚度 需要防水煤岩厚度支柱 距离煤层顶板含水层的地板上
32.5 1。8 5 39.8 111年

通过注入近3000003,巷道充填开采能有效控制地下涌水量,保存排水每年超过600万元的成本,并减少生产成本每吨近20元。煤炭资源的压力下解放含水层可以达到300万吨,矿井的使用寿命可以延长7年多来,和企业可以获利超过2亿元,经济效益显著。

 6。结论

提出了一种计算模型探索采场覆岩的稳定性和水裂隙带发展高度的巷道充填开采。模型验证的结果与经验公式和数值模拟方法。可以得到以下的结论:

上覆岩层运动和变形的机理和巷道充填开采覆岩破坏特征的基础上进行了研究,以及巷道的影响回填采矿在控制上覆岩层运动和变形进行了分析。驾驶和灌装过程中巷道的回填采矿,由于磁滞的填充和凝固的时间填满身体,覆层会产生某些运动变形甚至损坏。更好的地层运动和变形的控制效果,更有利于维护上覆岩层的稳定性和控制水裂缝带的发展而减慢了表土沉降。

结合等效开采回填采矿、高度发展的高度上覆岩层水断裂区巷道回填采矿进行了分析和预测,及相关计算公式等价采高的填充。岩石顶板梁的力学模型,建立了极限跨度和挠度的主要屋顶岩石梁断裂了。结合岩石破碎块的应力分析的主要屋顶,提供判断依据的发展关键覆岩断裂区。

结合矿井巷道充填采矿,计算,水流区开发层的底部没有骨折。7砂砾岩,水流骨折区为32.5 m,这类似于经验公式和数值模拟分析结果。通过比较分析,验证了理论计算的可靠性。防水煤的厚度和岩石支柱需要我的是39.8,可用于巷道充填采矿、安全,具有良好的社会效益和经济效益。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 确认

这项研究是由中国国家自然科学基金资助(批准号41601593)和博士研究山东工商大学创业基金(批准号,BS201522和BS202005)。

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