【摘 要】
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长期以来,陕西榆林地区矿井普遍采用刀柱式或房柱式开采法,致使煤炭资源采出率极低,浪费了大量的煤炭资源。为此,本文研究提出一种新型采煤方法——窄条带膏体充填开采,即:将工作面分为若干窄条带分轮(本文以四轮为例)依次采出并进行采空区膏体充填的一种采煤方法。论文以榆林白鹭煤矿水体下压煤开采为工程背景,提出窄条带膏体充填开采的方法,阐述了窄条带膏体充填的开采-充填作业流程,模拟研究分轮开采过程中各阶段覆岩
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长期以来,陕西榆林地区矿井普遍采用刀柱式或房柱式开采法,致使煤炭资源采出率极低,浪费了大量的煤炭资源。为此,本文研究提出一种新型采煤方法——窄条带膏体充填开采,即:将工作面分为若干窄条带分轮（本文以四轮为例）依次采出并进行采空区膏体充填的一种采煤方法。论文以榆林白鹭煤矿水体下压煤开采为工程背景,提出窄条带膏体充填开采的方法,阐述了窄条带膏体充填的开采-充填作业流程,模拟研究分轮开采过程中各阶段覆岩移动破坏的特征,分析了影响窄条带膏体充填开采控制覆岩移动破坏和导水裂隙带发育高度的地质采矿因素和充填技术因素;将条带煤柱采出后的直接顶与两侧支撑柱体简化为固支梁模型,计算得出白鹭煤矿直接顶的极限跨距为14.58m,为条带煤柱宽度的选择提供了依据;分析窄条带膏体充填开采过程,基于弹性地基梁理论建立了窄条带充填开采顶板移动力学模型,导出顶板岩梁的挠度方程,利用Maple软件计算出不同采矿充填因素下顶板岩梁的下沉值,分析上覆岩层的移动破坏情况,得出影响窄条带膏体充填开采覆岩移动破坏规律因素的主次关系为充填体欠接顶量、窄条带宽度和充填体强度;基于膏体充填开采等价采高理论,理论计算得出白鹭煤矿窄条带膏体充填开采上覆岩层导水裂隙带发育高度为30m,能够保证水体下窄条带膏体充填开采的安全性;建立白鹭煤矿窄条带膏体充填开采工作面的FLAC3D数值模拟模型,分别模拟研究了在窄条带膏体充填开采中不同充填率、充填体强度和窄条带宽度下对工作面上覆岩层移动破坏、导水裂隙带发育高度和地表移动变形规律的影响。研究结果为白鹭煤矿水体下窄条带膏体充填开采的工程实践提供参考。该论文有图42幅,表7个,参考文献78篇。
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