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题名煤矿胶结充填开采覆岩移动三量关系及其控制原则
被引量：3
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作者
徐斌
杨仁树
李永亮
路彬
骆浩浩
李成孝
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机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第S01期49-60,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51804310)
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文摘
为研究充填采场覆岩变形特征,基于充填采场围岩变形的时空效应,将充前移近量、欠接顶量与充填体压缩量作为覆岩变形的主要来源,揭示了覆岩移动的“三量关系”,并分析了三量变形的影响因素。基于压力平衡拱理论,建立围岩压力与充填体承载力的平衡关系,研究“三量关系”的协同作用,并提出覆岩变形控制的“三度原则”,通过控制充填速度、充填密实度和充填体强度等措施降低覆岩变形。研究结果表明,充前移近量与空顶时间及充填步距呈正比,其变形在回采一阶段显著低于末阶段,同时,充填效率降低,导致空顶时间增加,其变形随之增加;欠接顶量随泌水率增大而增大,其欠接顶区域呈三角形分布,随煤层倾角增大,欠接顶范围减小,而欠接顶高度在充填支巷上口增大;充填体压缩量与其弹性刚度呈反比。提高充填速度及密实度在充填前期显著降低覆岩变形,而提高充填体强度在充填后期是控制覆岩变形的关键因素。数值模拟结果表明,在两阶段回采模式中,充填体在一阶段时仅产生部分接顶,在二阶段时产生完全接顶区和间断接顶区,最终形成完全接顶。基于覆岩变形控制的“三度原则”,昊源煤矿采用连采连充式胶结充填采煤技术,实现了连续采煤与连续充填的平行作业,显著提高了充填效率,降低了覆岩的充前变形。结果表明,上覆岩层仅产生较小的离层,极大地维持了围岩完整性,实现了对上覆岩层的变形控制,验证了“三度原则”对变形控制的有效性,为类似条件下的覆岩变形控制研究提供了借鉴。
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关键词
胶结充填
三量关系
三度原则
压力平衡拱
连采连充
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Keywords
cement filling
three-quantity relationship
three-degree principle
pressure balance arch
continuous mining and continuous backfilling
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分类号
TD325
[矿业工程—矿井建设]
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