充填体-煤柱承载效应及合理开采参数研究

作者：赵兵朝; 翟迪; 杨啸; 郭亚欣; 刘晨光; 孙浩

来源：矿业研究与开发, 2020, 40(10): 15-21.

DOI：10.13827/j.cnki.kyyk.2020.10.003

• 充填开采
• 充填体-煤柱
• 协同承载作用
• 开采参数

近年来,充填开采方法作为一种安全高产高效的绿色开采方法被广泛使用,而充填体-煤柱复合支撑体的协同承载作用是部分充填开采的关键。以某矿为研究对象构建复合支撑体结构承载及破坏力学模型,探究复合支撑体协同承载作用过程,并采用FLAC3D模拟垮落法开采及部分充填开采下的应力变化及下沉规律。研究结果表明:(1)复合支撑体水平应力σx与高度呈三次函数关系,与宽度呈二次函数关系;垂直应力σy仅与高度呈现二次函数关系;剪应力τxy与高度呈二次函数关系,与宽度呈一次函数关系;(2)通过理论计算得出采22m留16m充填开采16m的合理部分充填开采参数;(3)通过数值模拟验证,理论计算结果与数值模拟结果基本吻合,复合支撑体应力集中系数减小69%,地表基本不下沉。该研究成果为部分充填开采方法提供了理论依据,对国内大面积"三下"压煤开采及矿区生态环境保护具有参考和借鉴价值。

• 单位
  中煤科工集团西安研究院有限公司; 西安科技大学