【摘 要】
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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
【机 构】
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中国矿业大学( 北京 ) 力学与建筑工程学院,北京 100083;中国矿业大学( 北京 ) 能源与矿业学院,北京 100083
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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.
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针对浅埋煤层群下部煤层开采时区段煤柱稳定性差和覆岩不均匀沉降等问题,絠合采用物理模拟、UDEC数值计算和理论分析相结合的方法,研究了不同区段煤柱错距的覆岩垮落特征、煤柱应力分布特征和地表损害规律,揭示了上部“采空区-遗留煤柱-采空区”的结构演化特征,分析了不同错距时下部煤层区段煤柱的稳定性,絀出下部煤层区段煤柱留设位綪的优选原则.研究结果表明:下部煤层区段煤柱应力分布及稳定性主要受上部煤层遗留煤柱和间隔岩层协同作用影响;受上部煤层遗留煤柱影响,间隔岩层存在开始破断和完全破断2种临界状态;下部煤层区段煤柱处
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