固體密實充填采煤覆巖移動彈性地基薄板模型

李 猛,張吉雄,姜海強,黃艷利,張 強

(中國礦業大學礦業工程學院深部煤炭資源開采教育部重點實驗室,江蘇徐州 221116)

固體密實充填采煤覆巖移動彈性地基薄板模型

李 猛,張吉雄,姜海強,黃艷利,張 強

(中國礦業大學礦業工程學院深部煤炭資源開采教育部重點實驗室,江蘇徐州 221116)

固體充填采煤覆巖移動規律與傳統垮落法開采相比發生了本質的變化,為準確地計算固體充填入采空區后上覆巖層的移動規律,在分析固體密實充填采煤覆巖移動特征的基礎上,采用彈性地基薄板理論,建立了固體密實充填采煤充填體-基本頂力學模型,推導出了采場基本頂撓度、應力方程以及基本頂發生破斷的臨界條件,分析得出彈性地基系數是影響頂板移動變形的關鍵因素,并結合相關參數給出了基本頂最大下沉量和最大應力值隨彈性地基系數的變化規律。平煤十二礦己15-13080充填采煤工作面工程實踐結果表明:實測基本頂最大下沉值為347 mm,與理論計算結果相符。

固體密實充填采煤;覆巖移動;彈性地基薄板;充填體

近年來,綜合機械化固體密實充填采煤技術得到迅速發展,目前已被廣泛應用于“三下”采煤,以保護地表建(構)筑物、水體和處理地面、井下矸石等廢棄物。在該技術中,煤炭采出后,充填物料被密實充入采空區,將作為永久的承載體支撐上覆巖層,使上覆巖層只發生緩慢下沉,因而能夠很好的控制巖層移動和地表下沉[1-2]。目前該技術已經實現采空區的充實率達到85%以上,采空區基本頂不會發生斷裂和垮落而只發生較小的彎曲變形[3-5]。……