矸石充填开采顶板破断结构划分及覆岩运动规律研究_中国煤炭行业知识服务平台

矸石充填开采顶板破断结构划分及覆岩运动规律研究

作者

王琪石增柱苑龙峰徐夕岭傅知勇
单位

开滦（集团）有限责任公司唐山矿业分公司辽宁工程技术大学矿业学院山东科技大学能源与矿业工程学院
摘要

针对充填开采采空区顶板破断的结构进行划分，并基于薄板理论给出采空区顶板破断的计算公式，通过理论计算与顶板钻孔实测分析判断唐山矿F5001充填工作面的顶板破断类型，且进一步地揭示了采空区顶板运动规律。研究结果表明：充填开采采空区顶板破断结构可以按照3类结构进行划分：Ⅰ类结构为直接顶和基本顶都会发生破断；Ⅱ类结构为直接顶发生破断，但是基本顶不会出现破断；Ⅲ类结构为直接顶和基本顶都不会发生破断。根据所建立的顶板弹性薄板力学模型对工程算例进行计算，确定F5001工作面的顶板破断结构类型属Ⅱ类结构；数值模拟分析表明，F5001工作面充填后，最大下沉量降低了34.4%，塑性区范围降低了74.7%，充填体支撑作用有效控制了覆岩沉降与断裂，对覆岩控制起到关键作用，顶板破断结构、覆岩破坏高度与理论计算和现场实测相符合。
关键词

矸石充填顶板破断结构顶板运动规律数值模拟
文章目录

0 引言
1 充填开采顶板破断结构分类
1.1 工程条件
1.2 顶板破断结构分类
2 薄板模型的顶板覆岩破断结构分析
2.1 基本假设与方程
2.2 工程算例
2.3 采空区顶板钻孔探测验证
3 充填开采顶板运动规律数值模拟研究
3.1 模型建立
3.2 位移分布特征
3.3 塑性破坏特征分析
4 结语
引用格式

王琪,石增柱,苑龙峰,徐夕岭,傅知勇.矸石充填开采顶板破断结构划分及覆岩运动规律研究[J].煤炭技术,2023,42(03):38-43.DOI:10.13301/j.cnki.ct.2023.03.007.