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复采煤层充填开采方法及其地表下沉机理研究

作　者: 李春生
导　师: 侯运炳
学　校: 中国矿业大学（北京）
专　业: 采矿工程
关键词: 复采 “三下”压煤充填开采方法混合充填材料充填工艺
分类号: TD823.7
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
下　载: 13次
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内容摘要

复采“三下”压煤一直以来都是开采难题,一方面要保证复采煤层的安全可采性,另一方面要减小采动引起的地表移动变形,因此,对开采技术提出了更高的要求。本文以瑞丰煤业四煤复采为典型研究对象,进行复采“三下”压煤开采方法、工艺及应用研究。论文首先从技术和安全的角度,对该矿“三下”煤层复采可行性进行分析,进而建立其可采性评价模型,针对瑞丰煤业四煤实际开采条件,确定采用充填开采方法进行回采。其次对该矿压煤充填复采的方法及工艺进行研究,提出了混合充填材料(矸石散料加超高水材料)的充填开采模式和充填工艺。最后采用通用离散元法对煤层充填复采过程进行数值计算和现场观测研究,得出了混合充填材料复采“三下”压煤的覆岩移动规律及矿压显现特征。本文的研究成果在瑞丰煤业四煤开采过程中得到了成功应用,取得了显著的经济效益和社会效益,具有一定的推广意义和应用前景。

全文目录

摘要  5
Abstract  5-6
详细摘要  6-8
Detailed Abstract  8-13
1 绪论  13-25
  1.1 选题目的与意义  13-17
    1.1.1 课题背景  13-16
    1.1.2 研究意义  16-17
  1.2 复采“三下”压煤研究现状  17-22
    1.2.1 复采特点及采煤方法  17-19
    1.2.2 “三下”压煤充填开采方法  19-22
  1.3 问题提出  22-24
  1.4 研究内容与方法  24-25
    1.4.1 研究内容  24
    1.4.2 研究方法  24-25
2 复采“三下”压煤可行性研究  25-41
  2.1 复采煤层赋存概况  25-27
    2.1.1 煤层位置及范围  25
    2.1.2 煤层及煤质条件  25-27
  2.2 煤层复采可行性分析  27-31
    2.2.1 煤层复采技术性分析  27-29
    2.2.2 煤层复采安全性分析  29-31
  2.3 复采“三下”压煤可行性评价模型  31-40
    2.3.1 评价方法  31
    2.3.2 可行性评价因素结构  31-32
    2.3.3 评价指标量化  32-34
    2.3.4 隶属函数建立  34-37
    2.3.5 评价因素权重  37
    2.3.6 综合评价模型  37-38
    2.3.7 复采煤层可采性评价  38-40
  2.4 本章小结  40-41
3 复采“三下”压煤充填开采方法及工艺研究  41-73
  3.1 复采“二下”压煤充填开采方法研究  41-42
    3.1.1 充填开采方法现状  41-42
    3.1.2 充填开采方法确定  42
  3.2 混合充填材料基本性能研究  42-58
    3.2.1 矸石的物理化学特性  42-46
    3.2.2 超高水材料物理化学特性  46-56
    3.2.3 充填体力学特性  56-58
  3.3 混合充填材料充填开采工艺研究  58-71
    3.3.1 混合充填材料充填工艺综合分析  58-64
    3.3.2 混合充填材料开采工程实践  64-71
  3.4 本章小结  71-73
4 复采“三下”压煤数值模拟分析  73-97
  4.1 数值模拟方法  73
  4.2 数值模拟过程  73-96
    4.2.1 数值模型建立  73-74
    4.2.2 初采数值模拟结果分析  74-81
    4.2.3 全垮复采数值模拟结果分析  81-86
    4.2.4 充填复采数值模拟结果分析  86-96
  4.3 本章小结  96-97
5 地表移动变形预测与充填复采效果分析  97-113
  5.1 地表移动变形预测  97-105
    5.1.1 建筑物下压煤开采原则  97
    5.1.2 地表移动变形预测模型  97-99
    5.1.3 地表沉陷预测参数与预测方法  99-100
    5.1.4 瑞丰煤业四煤开采沉陷预测  100-105
  5.2 充填复采应用效果分析  105-111
    5.2.1 工程效果检验  105-108
    5.2.2 经济效益分析  108-111
  5.3 本章小结  111-113
6 结论与展望  113-117
  6.1 主要结论  113-114
  6.2 本论文的创新点  114
  6.3 后续工作展望  114-117
参考文献  117-121
致谢  121-123
作者筒介  123
在学期间发表论文情况  123

复采煤层充填开采方法及其地表下沉机理研究

内容摘要

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