充填體—圍巖協調變形機制與沿空留巷技術研究.pdf

1、在煤礦生產中,回采巷道的長度約占巷道總長度的60％以上,采用沿空留巷技術可以解決煤柱損失問題,提高煤炭回收率,還可以達到有效治理工作面生產中瓦斯超限問題。因此,采用沿空留巷無煤柱護巷開采方法符合我國科學采礦、綠色采礦的發展方向。在沿空留巷施工中巷旁支護充填體的穩定是沿空留巷成功的主要影響因素之一,由于巷旁支護充填體經歷頂板活動持續時間長、產生應力集中度高、動壓影響強烈,因此,保持充填體的穩定存在諸多不確定因素,充填體的破壞失穩是造成沿空

2、留巷失敗的主要原因之一。
　　本論文采用理論分析、模擬計算、實驗室實驗和現場工業性試驗等多種手段相結合的方法,系統研究了留巷頂板與充填體相互作用機理、充填體-圍巖協調變形機理、軟介質接頂充填體應力均布效果、以及軟介質接頂充填體和冒落矸石膠結固化充填體的穩定性,并在工業性試驗中取得了十分滿意的效果。主要研究成果如下:
　　(1)將充填體、接頂軟介質和頂板簡化成不同剛性系數Eak=的等效Δbb-彈簧,根據充填體和頂板相互作用機理

3、,頂板與充填體之間應力與變形關系以及充填體適應頂板支護要求,通過充填體強度參數設計來實現老頂、直接頂與充填體之間協調變形。
　　(2)根據傾斜煤層采空區冒落矸石自溜的規律,充分利用采空區冒落矸石作為主要沿空留巷巷旁充填主要材料,通過噴漿、灌漿固化提高充填體抗壓強度和整體穩定性,成功實現傾斜煤層沿空留巷。
　　(3)突破傳統充填體寬高比系數不小于0.8的要求,采用寬高比系數為0.23的軟介質接頂膠結材料充填體成功沿空留巷,這是