长壁式工作面条件下超高水充填技术研究

作     者：徐祖德 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓涛

授予年度：2022年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主      题：超高水材料 充填方案 力学参数测定 覆岩稳定机理 数值模拟与分析 

摘      要：如何将煤矿相对成熟的超高水充填开采技术应用到非煤矿山已然成为了非煤矿企在开采领域中的重要研究内容,而超高水充填开采技术是提高矿石资源采出率及控制地表沉降的绿色开采技术。针对缓倾斜磷矿层的开采技术条件,矿山制定了两种采矿方案,分别为:(1)沿矿层倾向开采;(2)沿矿层走向开采。本文针对两种不同的采矿方案,基于超高水材料室内试验测定的力学参数及强度,开展了不同方案条件下超高水充填理论及数值计算研究,得到了以下主要结论:(1)总结了国内外充填材料及技术的发展现状,确立了研究方法和技术路线。(2)根据所需开采及充填矿层的开采状况,确立了矿层倾向开采下的充填方案、矿层走向条件下的开采及充填方案。(3)通过各类室内试验测定了不同水灰比下的超高水材料的各龄期抗压强度及龄期为28天充填体的各项力学参数。(4)分析了袋式及开放式充填各自的优势、劣势及所能充填的采场环境,结合矿层沿倾向及走向开采下所形成的采场条件,针对各自的采场条件提出并确立了相适应的充填方法。(5)通过对矿层倾向开采下的模型进行充填模拟运算,得出了不同矿柱尺寸下充入不同水灰比后的矿柱及围岩失稳情况及塑性贯通状况;同样通过对矿层走向开采下的模型进行开采及充填模拟运算,确立了矿层沿走向的最大推距及该推距下的最佳充填方案,并证实充填方案的可行性。