霍洛湾煤矿公路下条带膏体充填地表沉陷控制研究

作     者：王一哲 

作者单位：中国矿业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周华强

授予年度：2024年

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

主      题：煤矿开采 膏体充填 关键层理论 岩层控制 

摘      要：十九大以来,国家对交通强国战略的重视程度持续加深,到本世纪中叶构建现代化高质量国家综合立体交通网。随着公路总里程的增长,矿区留设的公路保护煤柱资源量也持续增加。因此,对于煤矿企业而言,如何在保障公路正常运营的前提下,有效地回收压覆煤炭资源,是当前亟待解决的技术难题。本文以霍洛湾煤矿公路下采煤为研究背景,利用理论分析、实验、数值模拟及现场实测的综合研究方法,对公路下条带膏体充填开采覆岩控制技术进行研究,形成如下主要研究成果:（1）根据“阿-大公路工程技术标准与矿区构筑物保护等级,分析了公路构筑物保护等级,确定了其设防指标:即-3.0 mm/m≤水平变形≤3.0 mm/m,-4.0mm/m≤倾斜变形≤4.0 mm/m,-0.2×10/m≤曲率≤0.2×10/m。（2）基于关键层理论,探究了霍洛湾煤矿关键层位置及其稳定判据,解析了顶板岩梁极限跨距,构建了煤柱与充填体动态组合的覆岩支撑体系,得到了条带膏体充填开采关键参数,结合充填开采工艺,优化了充填材料配比。（3）依据霍洛湾煤矿煤层赋存特征及充填面与大巷的位置关系,建立了条带膏体开采FLAC3D数值计算模型,研究了充填体强度对地表移动变形特征及覆岩应力演化规律的影响,分析了条带充填开采对大巷围岩的扰动效应。（4）结合矿山沉陷理论,对条带充填首采面开采过程地表移动变形值进行监测。研究结果表明:条带充填首采面开采结束后,最大下沉为9mm,最大倾斜变形值为0.01 mm/m,最大曲率为0.0025×10/m,数值模拟与现场实测结果基本一致,且地表移动变形量均在设防指标之内。本论文有图73幅,表10个,参考文献82篇