综采工作面垮落带注浆充填开采覆岩采动裂隙定量表征试验研究

作     者：李志华 耿倩 杨科 邹恩隆 何祥 LI Zhihua;GENG Qian;YANG Ke;ZOU Enlong;HE Xiang

作者机构：安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 

出 版 物：《中国矿业》 (China Mining Magazine)

年 卷 期：2024年第33卷第2期

页      面：159-167页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划专项资助(编号:2019YFC1904304) 安徽省高等学校科学研究项目资助(编号:2022AH050839) 安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金项目资助(编号:2021yjrc11) 安徽省关闭/废弃矿井资源开发利用工程研究中心项目资助(编号:EUCMR-2022-07) 安徽省高校协同创新项目资助(编号:GXXT-2021-017) 

主　　题：垮落带注浆充填 相似模拟 分形理论 裂隙演化 覆岩运移 

摘      要：为定量表征冒落区注浆充填对覆岩采动损伤程度的影响,以任家庄煤矿110903工作面为研究背景,开展垮落法开采和垮落带充填法开采物理相似模拟实验,运用分形理论研究两者覆岩裂隙演化特征,并对其覆岩运移规律进行对比分析。研究结果表明,垮落法开采后采动裂隙分形维数变化规律为迅速上升-缓慢下降-缓慢上升-急剧上升,注浆充填开采后变化规律呈迅速上升-迅速下降-缓慢下降-缓慢上升;将采动裂隙发育网络划分为离层裂隙区、离层压实区、垮落裂隙区、竖向破断裂隙区四个区域,对比垮落法开采和垮落带充填法开采,充填后采场覆岩裂隙不发育,离层压实区范围较小,发育高度仅为21.96 m;注浆充填开采后各关键层下沉量显著减小,关键层2最大下沉量出现在顶板初次破断处,垮落法开采后关键层2最大下沉量出现在采空区中部。垮落带注浆充填开采能有效改善覆岩裂隙损伤、控制覆岩裂隙发育、减缓覆岩下沉,该成果可以为任家庄煤矿充填开采控制地表沉降提供一定的理论依据。