采矿与安全工程学报

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深部开采充填体与煤柱协同承载效应研究

  

  1. 1.中国矿业大学矿业工程学院,深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏 徐州 221116;2.河南平宝煤业有限公司,河南 平顶山 461700;3.山东裕隆矿业集团有限公司,山东 济宁 272500;4.山东义能煤矿有限公司,山东 济宁 272500
  • 出版日期:2020-03-15 发布日期:2020-04-28
  • 作者简介:王方田(1985— ),男,河南省永城市人,博士,教授,博士生导师,从事煤炭安全高效绿色开采、智能采矿等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2018YFC0604701);国家自然科学基金项目(51974297);中国博士后科学基金项目(2018M630634);学科前沿科学研究专项项目(2019XKQYMS50)

Synergistic bearing effect of backfilling body and coal pillar in deep mining

  • Online:2020-03-15 Published:2020-04-28

摘要: 深井充填工作面矿压显现强度与地表沉陷变形控制效果受充填体强度、充填率、煤柱宽度及充填体与煤柱承载匹配等因素影响,合理的充填体与煤柱协同承载是实现深部煤炭资源绿色开采的关键。为揭示深井充填工作面充填体-煤柱协同承载效应,结合义能煤矿地质生产条件,构建充填体-煤柱承载结构力学模型,探究充填体与围岩相互作用特征、充填体与煤柱协同承载作用过程。采用PFC软件模拟计算“充填体-煤柱”在不同充填率、充填强度条件下的承载特点,揭示超高水充填工作面充填体-煤柱应力分布及覆岩裂隙发育规律。研究结果表明:当超高水充填料充填率超过90%、水灰比低于95%时,煤柱应力集中程度较低,能够保持较好稳定性,顶板破断仅发展至基本顶,充填体-煤柱协同承载有效降低了工作面矿压显现强度与覆岩运移范围,为实现深部煤层绿色开采提供了科学依据。

关键词: 充填开采, 深部煤层, 充填体-煤柱, 协同承载, 安全高效绿色开采