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综合机械化固体充填采煤方法与技术研究 被引量:249
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作者 缪协兴 张吉雄 郭广礼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期1-6,共6页
简要回顾了充填采矿的发展历程,指出了开发充填采煤技术的两大难点,即建立充填采煤的岩层控制理论和解决将充填体进入采空区的空间、通道和动力等技术途径;建立了固体充填采煤岩层移动控制和地表沉陷预计的等价采高方法;提出了能与传统... 简要回顾了充填采矿的发展历程,指出了开发充填采煤技术的两大难点,即建立充填采煤的岩层控制理论和解决将充填体进入采空区的空间、通道和动力等技术途径;建立了固体充填采煤岩层移动控制和地表沉陷预计的等价采高方法;提出了能与传统综合机械化采煤技术相适应的综合机械化固体充填原理和方法,并介绍了自行研发的相关充填采煤系统和装备。工业性应用实践表明,综合机械化固体充填采煤除具有密实充填严格控制岩层移动和地表沉陷优点外,还能实现高产、高采出率采煤等良好的经济效益以及环境效益。 展开更多
关键词 综合机械化充填与采煤 固体充填采煤 等价采高 “三下”采煤 固体充填装备
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综合机械化固体充填采煤矿压控制原理与支架受力分析 被引量:93
2
作者 缪协兴 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期795-801,共7页
综合机械化固体(废弃物)充填采煤技术能用于低成本、安全、高效回收"三下"压煤和煤柱资源,具有提高煤炭资源回收率,循环利用矿区固体废弃物,保护矿区土地、水资源和环境等优点.在简述固体充填采煤方法及其岩层控制效果的基础... 综合机械化固体(废弃物)充填采煤技术能用于低成本、安全、高效回收"三下"压煤和煤柱资源,具有提高煤炭资源回收率,循环利用矿区固体废弃物,保护矿区土地、水资源和环境等优点.在简述固体充填采煤方法及其岩层控制效果的基础上,重点比较了该方法与一般长壁综采在采场矿压控制原理和支架设计理念等方面的显著差异;进一步完善了用于分析岩层移动和地表沉陷等规律的固体充填采煤的等价采高矿压模型;基于提出的固体充填采煤液压支架设计理念,给出了用于分析支架主动加载对顶板变形移动控制的采场矿山压力力学模型,根据半无限平面上作用集中力的经典弹性力学Flamant解,推导得到了计算支架主动力作用引起的采场顶板变形位移曲线的解析解,对完善固体充填采煤基础理论起到了一定的推进作用. 展开更多
关键词 综合机械化固体充填 固体充填采煤 六柱支撑式液压支架 矿压模型
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煤矿固体充填采煤技术发展回顾与展望 被引量:45
3
作者 刘建功 王翰秋 赵家巍 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期27-38,共12页
介绍了我国煤矿充填开采现状。分析了充填开采上覆岩层运移规律和连续曲形梁形成的基本条件,得出了连续曲形梁和充填密实度与关键层的量化关系;描述了充填材料的制备及运输、固体充填装备、巷道固体充填及工作面固体充填技术的特点及其... 介绍了我国煤矿充填开采现状。分析了充填开采上覆岩层运移规律和连续曲形梁形成的基本条件,得出了连续曲形梁和充填密实度与关键层的量化关系;描述了充填材料的制备及运输、固体充填装备、巷道固体充填及工作面固体充填技术的特点及其工艺。分析了固体充填开采采充平行作业、充填自动控制和煤矿井下"采选充留"一体化的技术装备体系。提出了保证充填长期效果的散装固体改性充填技术方法。认为充填开采要向精准充填开采,建设全过程生态矿山努力。 展开更多
关键词 固体充填 巷道充填 自动化充填 充填体改性 采选充留一体化
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采动岩体的力学行为研究与相关工程技术创新进展综述 被引量:32
4
作者 缪协兴 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1988-1998,共11页
简要回顾采动岩层结构破断与运动研究的发展过程,指出:采动岩层结构破断与运动不仅控制采场与回采巷道矿压显现,同时还控制采动岩层移动与地表沉陷以及控制采动岩体裂隙演化与渗流。随着对采动岩体特殊力学行为规律研究的深入,利用与控... 简要回顾采动岩层结构破断与运动研究的发展过程,指出:采动岩层结构破断与运动不仅控制采场与回采巷道矿压显现,同时还控制采动岩层移动与地表沉陷以及控制采动岩体裂隙演化与渗流。随着对采动岩体特殊力学行为规律研究的深入,利用与控制这些特殊力学行为就形成系列的采矿工程技术创新,在此用工程图例的方式列出一组成果。重点综述在研究岩层移动与地表沉陷规律基础上开发出的综合机械化固体(废弃物)直接充填采煤技术和快速充填大断面沿空留巷技术;在研究采动岩体裂隙演化与渗流规律基础上开发出的煤与瓦斯共采技术和保水采煤技术,包括这4项创新技术的发展过程、最新进展和重要技术参数指标等。 展开更多
关键词 采矿工程 采动岩体结构 固体充填采煤 煤与瓦斯共采 保水采煤
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综合机械化固体充填采煤技术研究 被引量:20
5
作者 刘建功 《煤炭与化工》 CAS 2013年第1期1-7,共7页
针对煤矿开采对生态环境的扰动影响,提出了低碳运行生态矿山建设理念,论述了综合机械化固体充填采煤技术研究成果,并对充填采煤条件下控制矿压显现进行了探讨。通过研究固体充填采煤液压支架设计方法及采煤矿压监测的方法,达到了在采煤... 针对煤矿开采对生态环境的扰动影响,提出了低碳运行生态矿山建设理念,论述了综合机械化固体充填采煤技术研究成果,并对充填采煤条件下控制矿压显现进行了探讨。通过研究固体充填采煤液压支架设计方法及采煤矿压监测的方法,达到了在采煤过程中控制地表下沉的目的。综合机械化固体充填采煤技术的研究和实践,提高了煤炭资源回收率及煤矿安全保障程度,为煤炭生态矿山建设提供了有效技术途径。 展开更多
关键词 充填采煤 综合机械化 生态矿山建设
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固体充填采煤矸石下井系统设计研究 被引量:13
6
作者 宫守才 昝东峰 刘治成 《煤炭工程》 北大核心 2019年第7期1-5,共5页
为了实现固体充填采煤运输系统中矸石从地面到井下的高效运输,设计了三种不同矸石运输方式,并以矸石垂直投放系统和矸石斜井运输系统设计为例,对矸石下井系统结构设计、矸石投放井关键参数计算等方面进行了详细论述,最后从源头减量的角... 为了实现固体充填采煤运输系统中矸石从地面到井下的高效运输,设计了三种不同矸石运输方式,并以矸石垂直投放系统和矸石斜井运输系统设计为例,对矸石下井系统结构设计、矸石投放井关键参数计算等方面进行了详细论述,最后从源头减量的角度考量,探讨了井下煤矸分选联合布置设计方法。通过系统性的设计方法,建立了矸石下井系统多设计模式,为相似条件下固体充填采煤矸石下井系统设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 固体充填采煤 下井系统 投放井 煤矸分选
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固体充填开采中的矸石粒径级配优化试验 被引量:8
7
作者 肖博 王宇轩 +1 位作者 王梓旭 易辉 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第1期69-76,共8页
针对原生矸石级配较差、在固体充填过程中压缩量大、充实率低等问题,采用理论计算、实验室试验和数值模拟等研究方法,对固体充填开采中矸石粒径级配优化进行了研究。通过分析应变随级配系数的变化规律,得到4种变形最小的级配组合。进一... 针对原生矸石级配较差、在固体充填过程中压缩量大、充实率低等问题,采用理论计算、实验室试验和数值模拟等研究方法,对固体充填开采中矸石粒径级配优化进行了研究。通过分析应变随级配系数的变化规律,得到4种变形最小的级配组合。进一步分析压实破碎前后粒径变化规律和变形模量与应力之间的关系,得出级配组合为D=30 mm,n=0.3时,压实破碎程度最高,变形模量最大。分析数值模拟的固体充填效果得出:以优化级配后的矸石做充填体可以提供更好的围岩应力场和位移场;当D=30 mm,n=0.3时,基本顶下沉量最小,其值比原始级配下降25.3%,煤壁应力峰值最小,充填体支撑效果最好。河沙对细矸有替代性,可有效降低矸石破碎成本。 展开更多
关键词 固体充填开采 粒径级配 优化试验 充填效果 数值模拟 矸石破碎
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固体充填材料压实特性及应用 被引量:6
8
作者 吴晓刚 刘康 +2 位作者 葛帅帅 薛凯宏 贺行行 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第8期41-44,共4页
针对目前广泛应用的5种固体充填材料,设计实验方案,对其压实特性展开研究,得出在侧限压缩条件下的应力-应变、应力-密度和压实本构特性规律,为固体充填采煤技术控制岩层及地表变形研究提供基础数据;并基于压实特性,制定了5种充填材料充... 针对目前广泛应用的5种固体充填材料,设计实验方案,对其压实特性展开研究,得出在侧限压缩条件下的应力-应变、应力-密度和压实本构特性规律,为固体充填采煤技术控制岩层及地表变形研究提供基础数据;并基于压实特性,制定了5种充填材料充填采煤工艺标准-夯实力设计指标和充采质量比,为各矿区选用不同充填材料进行固体充填采煤提供指导。 展开更多
关键词 固体充填 充填材料 本构关系 充填采煤 压实特性
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井下煤矸分离及综合机械化固体充填采煤技术研究 被引量:7
9
作者 张鹏飞 《机械管理开发》 2017年第10期131-133,共3页
就我国煤炭行业井下煤矸分离及综合机械化固体充填采煤技术的发展现状,结合煤矸分离技术以及采煤设备及工艺,讨论并研究煤矿井下固体充填采煤系统以及采煤流程、效果等方面的问题。研究认为:综合机械化固体充填采煤技术作为一种新型、... 就我国煤炭行业井下煤矸分离及综合机械化固体充填采煤技术的发展现状,结合煤矸分离技术以及采煤设备及工艺,讨论并研究煤矿井下固体充填采煤系统以及采煤流程、效果等方面的问题。研究认为:综合机械化固体充填采煤技术作为一种新型、环保的采煤工艺,可以实现在井下对煤矸的分离,不仅可以大大减轻煤矿运输机的承载强度和开采成本,而且可在一定程度上减轻矸石对地表环境的负面影响。 展开更多
关键词 煤矸分离 固体填充 采煤工艺
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综合机械化固体充填采煤技术研究进展 被引量:7
10
作者 乔国栋 《山东煤炭科技》 2015年第3期47-48,50,共3页
该文针对煤矿开采对生态环境的扰动影响,提出了低碳运行生态矿山建设理念,论述了综合机械化固体充填采煤技术研究成果,并对充填采煤条件下控制矿压显现进行了探讨。通过研究固体充填采煤液压支架设计方法及采煤矿压监测的方法,达到了在... 该文针对煤矿开采对生态环境的扰动影响,提出了低碳运行生态矿山建设理念,论述了综合机械化固体充填采煤技术研究成果,并对充填采煤条件下控制矿压显现进行了探讨。通过研究固体充填采煤液压支架设计方法及采煤矿压监测的方法,达到了在采煤过程中控制地表下沉的目的。 展开更多
关键词 综合机械化 固体充填 采煤技术
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建筑物下固体充填开采地表沉陷规律分析 被引量:6
11
作者 刘国旺 闫春杰 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第2期214-218,共5页
为了研究固体充填开采地表沉陷影响因素,实现建筑物下安全开采,以唐山矿T3281N工作面为工程背景,运用现场实测和FLAC3D数值模拟相结合的方法,分析了地表变形参数与充填体压缩率、充填率的关系。结果表明:实测地表最大下沉值为38 mm,仅... 为了研究固体充填开采地表沉陷影响因素,实现建筑物下安全开采,以唐山矿T3281N工作面为工程背景,运用现场实测和FLAC3D数值模拟相结合的方法,分析了地表变形参数与充填体压缩率、充填率的关系。结果表明:实测地表最大下沉值为38 mm,仅占采高的1%,充填开采地表变形较小;充填率从70%增加到95%时,地表下沉峰值和水平变形峰值分别减小了67.1%和70%。;压缩率由25%减小至5%时,地表下沉峰值和水平变形峰值分别减小了61.8%和61.3%;合理提高充填率与压实度能够有效降低开采沉陷程度,充分保护地表建(构)筑物。 展开更多
关键词 地表沉陷 固体充填 建下开采 充填率 压缩率
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固结粉胶凝材料开发与胶结充填体强度试验 被引量:6
12
作者 杨志强 高谦 +2 位作者 陈得信 王永定 何建元 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期69-76,共8页
针对金川矿山开采面临的采矿经济与环保压力,利用酒钢低活性酸性矿渣,开展新型充填胶凝材料开发,获得称为固结粉的早强型新型充填胶凝材料。为了实现固结粉在金川矿山工业化应用,针对金川矿山废石、棒磨砂、戈壁砂和河沙等骨料,开展了4... 针对金川矿山开采面临的采矿经济与环保压力,利用酒钢低活性酸性矿渣,开展新型充填胶凝材料开发,获得称为固结粉的早强型新型充填胶凝材料。为了实现固结粉在金川矿山工业化应用,针对金川矿山废石、棒磨砂、戈壁砂和河沙等骨料,开展了4种充填骨料的固结粉胶结充填体抗压强度试验。结果表明,除了戈壁粗砂骨料胶结充填体3 d抗压强度小于设计抗压强度外,其他3种充填骨料的固结粉胶结充填体抗压强度均满足金川矿山安全采矿要求,说明早强型固结粉胶凝材料应用于金川矿山充填法采矿中能够替代水泥。 展开更多
关键词 固结粉胶凝材料 低活性酸性矿渣 胶结充填体抗压强度试验 固体废弃物利用 矿山充填采矿法 金川镍矿
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固体充填采煤充实率控制导水裂隙带高度发育研究 被引量:5
13
作者 张宏忠 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第1期9-12,共4页
为了研究固体充填采煤充实率对控制导水裂隙带高度发育的影响,分析了固体充填采煤覆岩移动变形特征,借助等价采高理论套用经验公式对固体充填采煤不同充实率导水裂隙带高度进行预计。运用数值模拟软件,通过对不同充实率导水裂隙带高度... 为了研究固体充填采煤充实率对控制导水裂隙带高度发育的影响,分析了固体充填采煤覆岩移动变形特征,借助等价采高理论套用经验公式对固体充填采煤不同充实率导水裂隙带高度进行预计。运用数值模拟软件,通过对不同充实率导水裂隙带高度的模拟,建立了固体充填采煤导水裂隙带高度新的预计方法,其结果与套用经验公式预计的结果相吻合。工业性实验表明:固体充填采煤可以有效控制覆岩移动变形,顶板岩层整体保持其完整性,在煤层采高为3.5 m,采空区充实率为85%时,导水裂隙带高度在10 m左右的范围内,实测与预计结果基本一致。 展开更多
关键词 固体充填 充实率 导水裂隙带 等价采高 覆岩移动变形
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井下矸石充填系统方案研究 被引量:4
14
作者 孟莹 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2021年第9期33-35,共3页
为实现煤炭绿色开发利用,建设绿色矿山,解决矸石对生态环境的污染问题,霍州煤电集团某新建矿井采用机械化矸石充填技术,在井下设置一套完整的固体充填系统及煤矸石分选系统,井下掘进矸石不升井和初选煤矸石一起充填采空区,地面设置膏体... 为实现煤炭绿色开发利用,建设绿色矿山,解决矸石对生态环境的污染问题,霍州煤电集团某新建矿井采用机械化矸石充填技术,在井下设置一套完整的固体充填系统及煤矸石分选系统,井下掘进矸石不升井和初选煤矸石一起充填采空区,地面设置膏体充填防灭火系统,选煤厂的洗选矸石与粉煤灰、水泥等制备成浆料进行采空区防灭火注浆。该方案减少了矸石的无效运输,实现了井下矸石不出井,不可利用矸石全部返井,解决了矸石的污染问题,对类似矿井具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 矸石充填 膏体充填 井下防灭火 固体充填 综采工作面 绿色开采
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低品质固废协同制备绿色充填胶凝材料 被引量:1
15
作者 连欢超 吕波 +2 位作者 王社光 王庆刚 于兴社 《河北冶金》 2024年第3期71-75,共5页
随着国家对环境保护要求日趋严苛,水泥价格逐年提高,以水泥作为充填胶凝材料的充填采矿成本不断提高,利用低品质固废开发低成本绿色充填胶凝材料替代水泥,对于提高矿山经济效益具有重要的现实意义。以邯邢地区某磁铁矿选矿全尾砂为骨料... 随着国家对环境保护要求日趋严苛,水泥价格逐年提高,以水泥作为充填胶凝材料的充填采矿成本不断提高,利用低品质固废开发低成本绿色充填胶凝材料替代水泥,对于提高矿山经济效益具有重要的现实意义。以邯邢地区某磁铁矿选矿全尾砂为骨料,利用周边固废资源进行矿渣基胶凝材料配比优化试验研究,获得矿渣基胶凝材料的配比:盐激发剂13%+碱激发剂11%+矿渣粉76%。胶砂比1∶4、料浆浓度66%的全尾砂矿渣基胶凝材料胶结充填体7d、28d强度分别为3.42 MPa和4.50 MPa,分别为42.5水泥强度的3.1倍和2.5倍,成本约为42.5水泥成本的70%。在此基础上,进一步利用钢渣固废,开展钢渣基全固废绿色充填胶凝材料的配比试验研究,获得钢渣基胶凝材料的配比:33%钢渣微粉+14%硫酸盐激发剂+53%矿渣微粉。胶砂比1∶4、料浆浓度66%的全尾砂钢渣基胶凝材料胶结充填体7d、28d强度分别为3.28 MPa和4.50 MPa,分别为42.5水泥强度的3.2倍和2.5倍,成本约为42.5水泥的60%。研究结果可为低成本绿色胶凝材料研发提供新思路。 展开更多
关键词 固废 充填采矿法 矿渣基胶凝材料 钢渣基胶凝材料 料浆 胶砂
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建筑物下综采工作面固体充填开采技术研究与实践 被引量:3
16
作者 刘宝珠 胡建国 《中国煤炭》 北大核心 2012年第6期11-13,共3页
唐山矿业分公司将地面矸石、建筑垃圾等固体废弃物通过地面充填站的投料孔垂直向井下直接投料,进入矸石缓冲仓,再经带式输送机等运输设备将矸石运输至充填工作面,借助自夯式充填综采液压支架等设备将固体充填物料充填至工作面采空区,以... 唐山矿业分公司将地面矸石、建筑垃圾等固体废弃物通过地面充填站的投料孔垂直向井下直接投料,进入矸石缓冲仓,再经带式输送机等运输设备将矸石运输至充填工作面,借助自夯式充填综采液压支架等设备将固体充填物料充填至工作面采空区,以此对采空区的岩层进行控制,减少顶板的下沉和垮落,实现建筑物下安全开采。 展开更多
关键词 建筑物下采煤 综采工作面 固体充填 充填开采 唐山矿业分公司
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固体充填胶结沿空留巷巷帮支护体优化设计 被引量:4
17
作者 张升 刘洋 +3 位作者 刘恒凤 姜淑印 刘治成 徐怀胜 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第3期48-51,共4页
为提高固体充填胶结沿空留巷的效果,以唐口矿9301充填工作面为工程背景,对固体充填胶结沿空留巷巷帮支护体进行优化设计研究。通过对巷帮胶结充填材料的泌水率、强度等性能进行试验,分析了充填料浆的基本特性与胶结充填材料配比之间的... 为提高固体充填胶结沿空留巷的效果,以唐口矿9301充填工作面为工程背景,对固体充填胶结沿空留巷巷帮支护体进行优化设计研究。通过对巷帮胶结充填材料的泌水率、强度等性能进行试验,分析了充填料浆的基本特性与胶结充填材料配比之间的内在联系与规律,最终确定了唐口矿巷帮胶结充填材料的配比。通过在唐口煤矿9301充填工作面进行工业性试验表明,优化设计的巷帮胶结充填体具有快凝早强,接顶良好的特点,沿空巷道变形量得到了有效控制。 展开更多
关键词 固体充填采煤 沿空留巷 胶结材料配比 巷帮支护体 变形量
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综合机械化固体充填采煤方法与技术应用 被引量:4
18
作者 勾金文 《机械管理开发》 2016年第1期87-88,132,共3页
分析了充填采煤的发展历程,发展目标与发展要求,并就其中的综合机械化固体充填采煤的方法与技术进行了探讨。
关键词 综合机械化 固体充填采煤 煤矿开采
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基于数值模拟的郭家滩煤矿充填开采最佳充填率分析
19
作者 麻彦雄 徐卫卫 《陕西煤炭》 2024年第9期17-23,共7页
为缓和水资源保护与高强度的煤炭开采之间的矛盾,以郭家滩煤矿20102工作面为研究背景,采用以数值模拟为主的研究手段,阐述了固体充填开采控制覆岩运移的基本机理,分析了不同充填率条件下覆岩导水裂隙带高度发育规律和覆岩移动变形特征,... 为缓和水资源保护与高强度的煤炭开采之间的矛盾,以郭家滩煤矿20102工作面为研究背景,采用以数值模拟为主的研究手段,阐述了固体充填开采控制覆岩运移的基本机理,分析了不同充填率条件下覆岩导水裂隙带高度发育规律和覆岩移动变形特征,最终给定了含水层下固体充填开采合理充填率。结果表明,随着充填率的增加,上覆岩层移动强度减弱,导水裂隙带发育高度不断减小,覆岩变形大幅度降低,地表下沉量与基本顶下沉量的比值逐渐降低。当充填率为0%、20%、40%、60%、80%时,导水裂隙带高度分别为125.6 m、102.3 m、76.5 m、48.6 m、22.5 m;表土层最大水平变形分别为5.19 mm/m、4.06 mm/m、2.81 mm/m、1.72 mm/m、0.92 mm/m。导水裂隙带不贯通至直罗组含水层的合理充填率为60%以上,地表土层不发生破坏的合理充填率为60%以上,最终确定20102工作面的合理充填率为60%。 展开更多
关键词 固体充填 保水开采 岩层移动 导水裂隙带
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固体充填开采地表沉陷数值模拟研究 被引量:3
20
作者 康育鹏 孟海梅 《河南城建学院学报》 CAS 2015年第1期15-21,共7页
应用FLAC3D软件建立了某矿区固体充填开采的三维数值模型,结合固体充填开采等效采厚的相关概念模拟了模型的开挖以及模型在开采后的移动变形情况。使用FLAC3D内嵌的FISH程序语言,编制了相关程序,提取出两种不同类型的地表移动观测站的... 应用FLAC3D软件建立了某矿区固体充填开采的三维数值模型,结合固体充填开采等效采厚的相关概念模拟了模型的开挖以及模型在开采后的移动变形情况。使用FLAC3D内嵌的FISH程序语言,编制了相关程序,提取出两种不同类型的地表移动观测站的沉陷数据。利用提取出的地表移动观测站沉陷数据,结合MATLAB强大的数据处理和可视化功能,对固体充填开采所产生的地表沉陷进行后处理与可视化操作。研究表明:固体充填开采可以有效控制地表沉陷,适用于村庄等建筑物下采煤的情况;运用FLAC3D并结合MATLAB的方法可以方便、准确的进行开采沉陷的数值模拟与可视化操作。 展开更多
关键词 固体充填开采 数值模拟 开采沉陷 等效采厚 可视化
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