急傾斜煤層充填開采圍巖變形機理及覆巖運移規(guī)律研究
定 價:50 元
叢書名:礦山技術與管理論叢
- 作者: 呂文玉,于健浩 著
- 出版時間:2021/4/1
- ISBN:9787502086152
- 出 版 社:應急管理出版社
- 中圖法分類:TD823.7
- 頁碼:313
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《急傾斜煤層充填開采圍巖變形機理及覆巖運移規(guī)律研究》重點闡述了急傾斜煤層充填開采造成的圍巖變形和覆巖運移規(guī)律,在對急傾斜煤層充填開采方法分析的基礎上,建立了充填開采方法適用性評價模型,并對急傾斜煤層長壁充填采場圍巖應力場、位移場和破壞場的變化規(guī)律,以及在不同充填條件下覆巖結構穩(wěn)定性和地表沉陷規(guī)律進行了深入的研究。該書第6章較為詳細的介紹了急傾斜煤層充填開采在木城澗煤礦的工程應用情況,提出了急傾斜煤層充填開采的充填方法、充填工藝以及配套設備等成套安全高效充填開采技術。
《急傾斜煤層充填開采圍巖變形機理及覆巖運移規(guī)律研究》可供礦業(yè)工程、地下工程等相關專業(yè)的科研人員、工程技術人員和廣大研究生參考借鑒。
隨著我國經(jīng)濟進步和社會發(fā)展,淺層煤開采產(chǎn)量無法滿足需求,煤炭的開采不得不轉(zhuǎn)向一些開采難度大、開采過程中受采動影響易造成地表沉陷的煤層,因此需要選擇合理的開采技術和回采工藝,既能保證最大限度回收煤炭資源,又能減輕地表變形,保護地表免受采動影響。充填開采能夠在保證煤炭資源回收率、提高煤炭產(chǎn)量的同時,最大程度的減輕地表沉陷,降低地表變形對建筑物的影響。因此充填開采方法在煤礦“三下”開采領域得到廣泛應用,很好的解決了地表沉陷問題。
急傾斜煤層充填開采優(yōu)勢包括:可以有效的控制煤層頂?shù)装逡苿幼冃危貏e是在近距離煤層開采中使鄰近煤層不受破壞;減少煤柱損失,能有效地防止采空區(qū)自燃發(fā)火;結合用鉆孔抽放鄰近層卸壓瓦斯措施,保證解放層正常開采;減小圍巖移動,坑木消耗低,掘進率降低一半,減輕地面塌陷危害。但由于急傾斜煤層特殊的地質(zhì)構造,急傾斜煤層充填開采方法在煤礦開采中應用較少,沒有形成系統(tǒng)的理論和方法,不能有效的指導實踐。因此,深入研究急傾斜煤層充填開采方法以及充填開采后圍巖移動規(guī)律和覆巖運移特征對豐富急傾斜煤層開采方法和開采沉陷理論、完善充填開采技術體系具有較強的理論意義和實際意義,對相似條件下急傾斜煤層充填開采的研究與應用具有重要的借鑒意義。
通過離散元軟件研究不同充填距離時采空區(qū)矸石的下沉特點,提出了最佳充填距離的概念,并得出最佳充填距離與工作面初始垂高、工作面推進距離、工作面?zhèn)涡苯、斜坡運輸巷傾角以及尾輪移動距離之間的關系不等式,為充填距離的合理選擇提供理論指導。結果表明,急傾斜煤層充填開采頂板不會出現(xiàn)大面積垮落,可以減緩上覆巖層的移動速度和變形量,頂板巖層的移動形式以巖層彎曲、離層為主。充填開采由于支撐壓力區(qū)位置的轉(zhuǎn)移,可以有效減弱采區(qū)巷道圍巖的移動變形程度,有利于巷道的維護。充填率可以改變采場整體穩(wěn)定程度,充填率越高,采場越穩(wěn)定,圍巖支撐壓力區(qū)面積越小;充填體強度的增加可以提高充填體承載圍巖和吸收應力的能力,減小圍巖受平衡力擾動的程度。通過對應用效果及現(xiàn)場實測結果進行分析,斜坡柔性掩護支架充填采煤法取得了較好的應用效果,基本實現(xiàn)了采充平衡,雖然后期出現(xiàn)矸石下沉緩慢的問題,但整體效果依然較好。通過運用理論分析和有限元軟件研究單一變量的方法,對不同充填比、煤層傾角和工作面長度等條件下頂板巖層及覆巖運移規(guī)律、應力場特征和破壞場分布范圍進行研究。
本書的出版得到了國家自然科學基金項目(編號:51974226)陜西省自然科學基礎研究計劃項目(編號:2019JM-351)和河南省礦產(chǎn)資源綠色高效開采與綜合利用重點實驗室開放基金(編號:KCF202001)的資助。
由于作者水平有限,書中難免有不當和不足之處,衷心希望讀者批評指正。同時向所有參閱文獻的作者表示崇高感謝。
于健浩,吉林白山人,中國礦業(yè)大學(北京)博士,煤炭科學研究總院與中國礦業(yè)大學(北京)聯(lián)合培養(yǎng)博士后,副研究員,中煤科工開采研究院有限公司采礦技術研究所項目經(jīng)理,主要從事采煤方法、實用圍巖控制技術研究工作。先后主持“十三五”國家重點研發(fā)計劃子課題專題2項,橫向科研項目30余項。參與“十二五”國家科技支撐計劃、煤炭科學研究總院面上基金等科研項目10余項。獲中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學技術三等獎1項,中國職業(yè)安全健康協(xié)會科技進步三等獎2項。發(fā)表論文20余篇,其中被EI檢索論文3篇。
呂文玉,山東棗莊人,美國肯塔基大學與中國礦業(yè)大學(北京)聯(lián)合培養(yǎng)博士,西安科技大學和川煤集團聯(lián)合培養(yǎng)博士后,西安科技大學副教授、碩士研究生導師、項目博導,研究方向為煤礦充填開采技術。先后主持的縱向科研課題有國家自然科學基金項目(面上/青年)2項、陜西省自然科學基金項目(面上/青年)2項、陜西省教育廳基金項目1項、省級重點實驗室開放基金項目3項、校級科研項目3項,主持和參與了校企合作項目20余項。獲陜西省科學技術一等獎1項、國家發(fā)明專利5項、國家實用新型專利10項,發(fā)表論文40余篇,其中被SCI、EI、ISTP檢索論文20余篇,參編教材2部。應邀擔任《Science China Technological Saences》《采礦與巖層控制學報》等國內(nèi)外期刊審稿人。
第一章 緒論
第一節(jié) 煤礦充填開采技術研究現(xiàn)狀
第二節(jié) 急傾斜煤層充填采煤法研究現(xiàn)狀
第三節(jié) 急傾斜煤層理論研究現(xiàn)狀
第二章 急傾斜煤層充填開采方法研究
第一節(jié) 急傾斜煤層充填開采方法分析
第二節(jié) 斜坡柔性掩護支架充填開采方法優(yōu)化研究
第三節(jié) 急傾斜煤層充填采煤法適用性評價
第三章 急傾斜煤層充填開采圍巖變形機理研究
第一節(jié) 急傾斜煤層充填開采圍巖變形理論研究
第二節(jié) 急傾斜煤層不同充填開采方法圍巖移動數(shù)值模擬研究
第三節(jié) 急傾斜煤層充填開采不同工況條件下圍巖移動變形規(guī)律研究
第四節(jié) 急傾斜煤層充填開采地表沉陷規(guī)律研究
第四章 急傾斜煤層充填開采覆巖運移規(guī)律研究
第一節(jié) 四川某煤礦工程概況
第二節(jié) 矸石局部充填開采頂板力學模型分析
第三節(jié) 矸石局部充填采場覆巖運移規(guī)律數(shù)值模擬研究
第四節(jié) 急傾斜煤層開采“支架-圍巖”系統(tǒng)穩(wěn)定性控制
第五章 急傾斜煤層充填開采相似模擬研究
第一節(jié) 柔性掩護支架矸石充填物理相似模擬實驗
第二節(jié) 矸石局部充填物理相似模擬實驗
第六章 急傾斜煤層充填開采設計
第一節(jié) 柔性掩護式支架充填開采設計
第二節(jié) 矸石自溜充填開采設計
第三節(jié) 托管注漿充填開采工藝設計
參考文獻