急倾斜煤层充填开采方法及其围岩移动机理研究
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摘要
急倾斜煤层充填开采可以有效地控制煤层顶底板移动变形，因此，本文以昊华能源木城涧煤矿大台井急倾斜煤层为典型研究案例，进行急倾斜煤层充填开采方法及其覆岩移动规律研究与工程应用工作。论文首先分析了现有急倾斜煤层充填开采方法，根据煤层赋存特点及工艺特性，对现有方法进行优化改进，提出了斜坡柔性掩护支架充填采煤法，并对其充填系统进行优化研究。在此基础上建立充填采煤法适用性评价模型，对特定条件下充填采煤法的选择进行研究；而后根据优化后的充填工艺特点，采用离散元法及相似材料模拟方法，揭示了充填开采不同采场高度条件下顶底板岩层破坏形态、采场应力变化特点以及采场巷道围岩的移动破坏方式；最后，在详细分析影响急倾斜充填开采围岩移动和地表变形机理的基础上，分别研究单因素和多因素影响条件下采场围岩移动规律和地表变形规律，并对各因素对地表移动变形的影响程度进行排序。本论文的研究成果，在木城涧煤矿大台井急倾斜煤层充填开采中得到了成功的应用。
Steep coal seam backfill mining can effectively control the movement of roof and floor.Therefore in this paper we take the steep coal seam of HaoHua energy MuChengjian coal mineDaTai mine as the typical case, and make the research and application in the work of steep coal seambackfill mining method and strata moving regularity. It firstly analyzes the existing steep seambackfill mining method, optimizes the existing methods on the basis of the occurrence characteristicsof coal seam and process characteristics, and proposes flexible shield mining method and optimizesthe backfill system. On the basis of that, we established the backfill mining method applicabilityevaluation model to studied the selection of filling mining methods under certain conditions.Therefore according to the characteristics of optimized backfill process, this paper takes the discreteelement method and similar material simulation method to reveal failure pattern of stope coal seamroof and floor, stope stress variation characteristics and the movement of the surrounding rock.Finally on the basic of detailed analysis on the influence of surrounding rock movement and surfacedeformation in the deeply steep mining backfill mechanism, this paper make the research of singlefactor and multiple factors influence under the condition of stope surrounding rock movement andground surface deformation rule, and ranks the various factors according to the influencing of thesurface movement deformation. The research results in this thesis had been successfully applied inthe steep seam backfill mining in Muchengjian Datai mine.
Steep coal seam backfill mining can effectively control the movement of roof and floor.Therefore in this paper we take the steep coal seam of HaoHua energy MuChengjian coal mineDaTai mine as the typical case, and make the research and application in the work of steep coal seambackfill mining method and strata moving regularity. It firstly analyzes the existing steep seambackfill mining method, optimizes the existing methods on the basis of the occurrence characteristicsof coal seam and process characteristics, and proposes flexible shield mining method and optimizesthe backfill system. On the basis of that, we established the backfill mining method applicabilityevaluation model to studied the selection of filling mining methods under certain conditions.Therefore according to the characteristics of optimized backfill process, this paper takes the discreteelement method and similar material simulation method to reveal failure pattern of stope coal seamroof and floor, stope stress variation characteristics and the movement of the surrounding rock.Finally on the basic of detailed analysis on the influence of surrounding rock movement and surfacedeformation in the deeply steep mining backfill mechanism, this paper make the research of singlefactor and multiple factors influence under the condition of stope surrounding rock movement andground surface deformation rule, and ranks the various factors according to the influencing of thesurface movement deformation. The research results in this thesis had been successfully applied inthe steep seam backfill mining in Muchengjian Datai mine.
引文
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