高承压水上膏体充填开采模拟试验研究

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本文以山东能源淄矿集团岱庄煤矿1160采区西翼开采为工程背景,在现有高承压水上开采理论和膏体充填开采围岩控制研究为的基础上,采用理论分析、相似材料模拟、数值模拟等方法,以高承压水上膏体充填工作面为研究对象,对煤层开采后底板岩层运动规律、结构形态、承压水导升规律、不同充填条件对底板影响等问题进行研究。  利用自行设计的承压水模拟导升装置对岱庄煤矿高承压水上膏体充填开采进行相似材料模拟试验研究,根据模拟的试验结果分析了高承压水上膏体充填开采覆岩的运动规律,底板的运动形式及应力场的变化,承压水的再导升规律得出:充填开采上覆岩层仅发育有裂隙带和弯曲下沉带,岩层运动同样有垮落法开采时的周期性变化,工作面矿压显现不明显。工作面底板随开采的开采在煤壁边缘切断随着工作面不断向前推进,前方出现周期性断裂,底板上升曲线呈抛物线形。底板破坏渗流随底板的破断呈现周期性变化趋势。  通过数值模拟试验,采用控制变量法,分别分析了不同工作面长度、充填体强度、充填率以及充填步距影响高承压水上充填开采底板破坏深度的程度,模拟结果表明充填体强度和充填率是影响底板破坏的主要因素,在高承压水上充填开采时应保证充填体强度及充填率,工作面长度在达到某一特定值时,底板破坏塑性区扩展较小;同工作面长度相比,充填步距在数量级上较小,充填步距不作为充填开采影响底板破坏的主要因素。
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