朱建军[1]2001年在《村庄下开采计算机模拟及采煤方法可行性研究》文中研究说明以地表移动和变形、经济效益分析比较为基础，给出了建筑物下开采方案确定的一般思路，利用大量国内外资料回归分析地表移动和变形预测参数，得出具有参考价值的经验公式，根据给定矿井的地质、采矿条件，研究各种采煤方法的可行性，并进行地表移动和变形的静态和动态预测，认为条带开采是西六采区村庄下采煤切实可行的开采方案。建立了开采沉陷有限元分析模型，通过预测结果比较发现，在地表移动和变形预测方面，概率积分法和有限元分析法都是可行的，作为一个全新的有限元分析工具，ANSYS的建筑物下采煤模拟预测应用前景广阔，其直观、准确的分析将推动建筑物下开采研究的发展。
张荣亮[2]2005年在《沈大高速公路下压煤条带开采的数值模拟》文中指出对于通过煤炭开采区上方的高速公路,地下采煤将引起一系列的地面变形与破坏。应用有限元基本原理,建立了条带开采的有限元分析模型,尝试利用大型通用ANSYS有限元分析软件对由于开采所引起的岩体移动、地表沉陷以及应力的分布情况进行了数值模拟,总结出了条带开采时岩体移动的基本特征和地表沉陷的相关参数,并利用ANSYS软件强大的通用后处理功能画出了地表基准点的水平、下沉移动的分布曲线和应力分布曲线,以及整个计算模型的应力等值线图、水平移动等值线图和下沉等值线图,通过这些分布图直观地显示了顶板、煤层和底板的变形情况以及应力分布情况,并阐明了条带开采引起地表沉陷的变形机理。本文以沈大高速公路某矿区通过段的选线为例,对地下开采引起的高速公路变形破坏问题进行了综合分析和评价,提出了相应的工程防护对策,使该选线方案顺利实施。模拟揭示的规律能为工程规划决策者提供依据和指导,同时表明利用ANSYS进行开采沉陷特别是对条带开采的模拟是有效的、可行的,能够根据问题需要采用较符合实际的复杂模型。因此,该数值分析方法对现场开采将具有十分重要的应用价值和指导意义。
崔石磊[3]2011年在《骨架式膏体充填采空区实验研究》文中研究表明我国国有重点煤矿的“叁下”压煤量已达137.9亿t,而村庄下压煤又占到压煤总量的60%。为了解放村庄下压煤,达到村庄下压煤开采后不破坏地表建筑物的目的,作者提出了骨架式膏体充填开采的设想,并结合峰峰矿区观台矿的地质资料进行了研究。作者主要做了以下几方面的工作:(1)查阅了大量文献,对开采沉陷的表现形式进行了简要介绍,系统的总结了经典的开采沉陷预测理论。地表开采沉陷预测的重要内容是地表变形极值的计算,而表示建筑物破坏等级的参数,如倾斜、曲率、水平变形等都是由最大下沉值决定的。(2)按一定的材料配比制成普通充填体试块,测定不同龄期试块的强度。选用不同形式的骨架,制成骨架式充填体试块,分别测试不同龄期各类型试块的强度,并根据测试结果选出合理的骨架形式。在试块测试中发现,骨架式充填体的早期强度和抗变形能力均好于普通充填体。(3)与全部垮落法处理采空区相比,膏体充填会明显降低地表的最大下沉值,这一点是毋庸置疑的。为对比骨架式膏体充填与普通膏体充填的减沉效果,选用平面应力模型进行相似材料模拟实验。实验结果表明:骨架式膏体充填的减沉效果要优于普通的膏体充填。(4)为得到全部垮落法、普通膏体充填和骨架式膏体充填处理采空区的地表变形值,采用FLAC 3D建立数值模型并进行运算。模型运算结果表明:全部垮落法的引起的地表变形会对建筑造成严重破坏;采用普通充填会对建筑物造成轻微破坏;采用骨架式膏体充填,地表变形在Ⅰ级破坏以内,不会对建筑物造成破坏。(5)从技术上可行性、经济上合理性以及社会效益叁个方面分析了骨架式膏体充填采空区的可行性。分析结论认为:以现有的膏体充填技术为基础,骨架式膏体充填采空区技术是完全能够实现的。
李春生[4]2012年在《复采煤层充填开采方法及其地表下沉机理研究》文中研究说明复采“叁下”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“叁下”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“叁下”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“叁下”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,取得了显着的经济效益和社会效益,具有一定的推广意义和应用前景。
黄广帅[5]2014年在《王台铺矿村庄下巷式充填采煤技术研究》文中研究指明我国村庄下压煤量巨大,达52.21亿t,村庄压煤几乎遍及各个矿区,一般占矿井储量的10%~30%。王台铺矿由于井田内3号煤层开采已结束,9号和15号煤层也近枯竭,所剩资源绝大部分被各类建(构)筑物压占。为解放这些村庄下压煤、延长矿井服务年限,同时有效保护地表建(构)筑物,需要研究村庄下采煤技术。本论文针对王台铺矿XV2214(东)工作面村庄下压煤,采用资料分析、理论研究、模拟实验、现场观测及预计分析相结合的研究方法,进行了巷式充填采煤技术研究。具体研究了巷式充填采煤技术的采煤工艺、巷道布置、巷道支护、充填工艺、设备配套等关键性技术问题;根据矿压实测数据,结合曲线拟合,分析了巷式充填开采巷道变形的变化规律;通过现场调研,提出了巷式充填开采的安全技术措施;结合相似模拟实验以及关键层理论分析,对巷式充填开采上覆岩层的变化规律以及煤柱稳定性进行了研究,结果表明巷式充填开采煤柱可以很好地控制覆岩变形,煤柱稳定性较好;根据地表移动观测站实测数据,分析了地表下沉特征,并结合概率积分法预计,对巷式充填开采地表移动与变形规律进行研究,结果表明巷式充填开采地表建筑物损害程度在Ⅰ级影响范围之内。综合以上研究说明巷式充填开采能够解放村庄下压煤,既能也有效的保护地表建筑物,又能提高煤炭资源的采出率,增加煤矿的经济效益和社会效益。
孙冰冰[6]2014年在《新安煤矿村庄下条带开采设计及可行性研究》文中研究指明以新安矿1109工作面为研究背景。1109工作面上方地表为王营村,若采用垮落法开采,必然对地表建筑物造成严重的安全威胁。为保证地表建筑物安全,必须采取控制顶板移动的措施。矿井生产能力小,其生产技术和经济能力难以建设采空区充填系统,只能考虑采用条带开采。确定的条带开采的设计原则为：在保证地表建筑物安全和煤柱稳定的前提下,最大限度地回收资源。通过理论分析,在满足核区率和安全系数的前提下,确定了采宽是58.5 m,留宽是39 m,该方案的回收率是60%。采用数值模拟和地表变形预计对理论分析确定的方案进行验证。数值模拟结果显示,煤柱稳定性和抗压能力足够,不会出现压垮的现象。地表变形预计的结果,最大倾斜值、水平变形值和曲率值都没有超过建筑物国家一级地表保护标准。采宽58.5 m,留宽39 m的方案可行。而且条带开采的地表变形破坏情况远小于一级的保护标准,进而对垮落法开采的地表变形进行了分析,最终确定工作面可采范围达到125 m×300 m。论文得出研究成果大大提高了新安矿的资源回收率,而且文中的研究成果也可以应用到附近的类似矿井,对周边矿井提高煤炭回收率有很大的指导意义。
石亚军[7]2013年在《西马矿北翼充填采区边界防水煤柱回收的可行性研究》文中提出在井田各类煤柱压煤严重,矿井生产接续紧张的情况下,沈阳焦煤集团有限责任公司西马煤矿计划利用似膏体充填的方式对矿井的各类保护煤柱进行回收。论文针对占有大量煤炭储量的采区边界防水煤柱开采方案的可行性进行了研究。西马矿北翼充填采区边界防水煤柱是针对极富含水性的第四系强含水层留设的。由于煤层倾角较小,防水煤柱的煤层地质储量约占采区总储量的52%。论文研究的关键问题是充填开采后导水裂隙带发育高度的确定。因此,在经研究分析确定充填开采的等效采高的基础上,分别采用理论分析、相似材料模拟和数值模拟等方法对导水裂隙带高度进行了分析,分别计算出导水裂隙带高度。本着安全至上的原则,选取最大可能的导水裂隙带高度作为计算防水煤柱垂高的参数,并依据《叁下采煤规程》和《煤矿防治水规定》等规定,确定了防水煤柱的垂高,依次划定煤柱边界后可解放原设计防水煤柱储量的63%。论文最后对进一步提高防水煤柱回收率的可能性进行了探讨。防水煤柱的大部分回收,大大提高了矿井煤炭资源的利用率,缓解了生产接续紧张的局面,同时也延长了矿井服务年限。
周跃进[8]2012年在《难采资源综合机械化固体充填开采适宜性评价研究》文中指出近几年，综合机械化固体充填开采研究取得了长足进展，已在全国多个矿区得到推广应用。但对于综合机械化充填开采的经济性、投料井选址、充填开采工作面适宜区、充填原料适宜性、充填开采设防标准适宜性等问题则鲜有研究，当前迫切需要加强这些方面的研究工作，为开采优化决策提供依据。本学位论文在国家自然科学基金等项目的资助下，对难采资源综合机械化固体充填开采的适宜性进行了系统研究，取得了有价值的成果。（1）建立了矿区可持续发展系统演变模型及可持续发展能力评价模型，得出了淮北矿区顶板垮落法开采（不考虑充填开采）及充填开采时可持续发展系统评价结果，揭示了矿区可持续发展中充填开采的作用与地位。（2）讨论了难采资源概念、难采储量分类及经济性，构建了固体充填开采企业及国家层面的经济分析模型，结合河南平顶山市某矿实际，进行了实证研究。（3）提出了黄土充填与煤矿开采的互补性原理，论述了黄土可充填性；探讨了粉煤灰作为充填材料的技术途径及建筑垃圾、淤泥等固体物废弃物用作煤矿固体充填开采原材料的思路。（4）定义了充填开采密实度概念，根据充填采煤密实度分布曲线，完善了充填开采充填效果判断标准，提出了难采资源综合机械化固体充填开采密实度设防标准适宜性评价模型。（5）确定了充填开采投料井选址需考虑的主要因子，提出了基于改进的灰色关联度模型和GIS空间分析的研究方法，构建了充填开采投料井适宜区选址模型；结合研究区的实际，对投料井适宜区选择进行了实际计算分析。（6）构建了固体充填开采工作面适宜性区划综合评价模型，提出了适宜区等级划分标准，开发出了基于GIS的固体充填开采工作面适宜性区域划分系统并进行了实际应用。研究表明，通过充填开采，矿区可持续发展的能力与协调性有了明显的改进；论文成果可为煤矿区进行固体充填开采适宜性评价、等级划分、优序决策，为合理有效利用煤矸石、开采损害防护与叁下开采方案确定提供手段及技术支持。该论文有图82幅，表33个，参考文献234篇。
李洋[9]2014年在《常村煤矿S5-12工作面建筑物下矸石充填开采可行性研究》文中指出村庄下矸石充填开采是保护地表建筑物,提高煤炭采出率的绿色开采方法。常村煤矿保护煤柱下压煤量大约102 97.2万t,如果采用矸石充填开采回收资源,开采经济效益可观。试采工作面S5-12工作面储量33万t,工作面的斜上方为王庄预制厂和板油路,如果采用垮落法开采可能对地表建筑物造成破坏。由常村煤矿实测数据及岩移参数的计算公式得到矿区的岩移参数。根据《“叁下”规程》确定地表建筑物的保护等级。采用矿山开采可视化预计系统预计完全垮落法开采后地表变形,预计结果超过Ⅰ级保护标准。通过保护煤柱的留设原则和标准,确定王庄保护煤柱的范围并计算压煤量。设计常村煤矿的矸石充填采煤系统,并对运输和充填过程进行设备选型。针对部分工作面充填开采具体情况,简述部分充填的地表变形预计算法及预计结果的可视化算法。最后采用多工作面开采迭加系统计算了部分工作面矸石充填开采,且达到Ⅰ级保护标准的等效采高。根据等效采高的计算方法,反推出了矸石充填量。通过以上研究得出,常村矿的保护煤柱内保证等效采高达到3.5 m时即可保证地表变形满足Ⅰ级标准,此时的充满率为68.6%。论文的研究成果对其它矿井的生产和开采方式的选择具有借鉴与指导意义。
刘贵[10]2007年在《古城煤矿深部厚煤层条带开采煤柱稳定性及对村庄的影响研究》文中认为条带开采作为“叁下”采煤的重要措施之一,在我国煤矿区被广泛应用,但大采深厚煤层条带开采的应用刚刚起步,有许多问题值得研究。本文就条带开采中的煤柱稳定性问题,主要是针对深部条带开采的稳定性、破坏变形机理及地表变形特征进行了相应的研究。在对条带煤柱受力分析的基础上,针对水平煤柱,利用突变理论建立了水平条带煤柱的突变破坏失稳理论模型,对条带开采煤柱的稳定性及破坏失稳的非线性过程进行了探索研究;根据关键层的破坏变形与控制理论,讨论了条带开采的极限采宽与关键层极限跨距的关系;在分析现有条带煤柱塑性区宽度计算方法的基础上,通过数值模拟研究,对深部厚煤层条带开采的煤柱塑性区宽度进行了模拟分析,得出了适合研究区具体地质和开采条件下的塑性区宽度计算公式;另外,对不同采深条带开采地表沉陷进行了模拟分析,结合相同采出率不同采宽条件下的模拟研究,得出了大采深厚煤层条带开采地表沉陷的特征,为深部条带开采的优化设计提供了理论基础。
参考文献：
[1]. 村庄下开采计算机模拟及采煤方法可行性研究[D]. 朱建军. 辽宁工程技术大学. 2001
[2]. 沈大高速公路下压煤条带开采的数值模拟[D]. 张荣亮. 辽宁工程技术大学. 2005
[3]. 骨架式膏体充填采空区实验研究[D]. 崔石磊. 河北工程大学. 2011
[4]. 复采煤层充填开采方法及其地表下沉机理研究[D]. 李春生. 中国矿业大学（北京）. 2012
[5]. 王台铺矿村庄下巷式充填采煤技术研究[D]. 黄广帅. 河南理工大学. 2014
[6]. 新安煤矿村庄下条带开采设计及可行性研究[D]. 孙冰冰. 辽宁工程技术大学. 2014
[7]. 西马矿北翼充填采区边界防水煤柱回收的可行性研究[D]. 石亚军. 辽宁工程技术大学. 2013
[8]. 难采资源综合机械化固体充填开采适宜性评价研究[D]. 周跃进. 中国矿业大学. 2012
[9]. 常村煤矿S5-12工作面建筑物下矸石充填开采可行性研究[D]. 李洋. 辽宁工程技术大学. 2014
[10]. 古城煤矿深部厚煤层条带开采煤柱稳定性及对村庄的影响研究[D]. 刘贵. 煤炭科学研究总院. 2007