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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤下铝上行开采工艺控制覆岩均匀沉降研究
  • 作者

    黄丹余斌王云昌王振宇吴姗

  • 单位

    矿冶科技集团有限公司国家金属矿绿色开采国际联合研究中心山西华兴铝业有限公司

  • 摘要
    铝土矿空场开采会导致覆岩的不均匀沉降或塌陷,破坏上覆煤层的完整性。为实现煤铝资源的保护性开采,保障煤下铝开采时上覆煤层的完整性,在提出煤下铝开采方法的基础上,分析崩落散体性质对覆岩均匀沉降的影响规律和控制覆岩均匀沉降的基本原理。首先建立了煤下铝开采覆岩移动的非线性弹性地基梁力学模型,分析不同弹性地基系数条件下的力学模型,然后采用数值模拟方法研究崩落散体性质对覆岩移动的影响规律,最后提出煤下铝开采覆岩均匀沉降控制技术方案,并将其应用于工业试验。研究结果表明:较大的崩落散体弹性模量,能有效控制覆岩沉降量,弹性地基系数是控制覆岩均匀沉降的关键,矿块式采场放顶作业是控制覆岩均匀沉降的有效技术手段,密实的胶结充填更有利于控制覆岩的均匀沉降。
  • 关键词

    煤下铝开采崩落散体非线性弹性地基梁力数值模拟覆岩沉降控制

  • 基金项目(Foundation)
    国家重点研发计划项目(2021YFC2902102);
  • 文章目录
    1 煤下铝覆岩均匀沉降开采工艺及基本原理
    1.1 地下铝土矿开采现状
    1.2 煤下铝赋存特征与开采技术条件
    1.3 基于覆岩均匀沉降的煤下铝开采新工艺
    1.4 煤下铝开采新工艺控制覆岩均匀沉降基本原理
    2 基于非线性弹性地基的煤下铝开采覆岩裂隙发育力学机理
    2.1 煤下铝开采非线性弹性地基覆岩裂隙发育力学模型
    2.1.1 覆岩移动及裂隙发育分析模型
    2.1.2 煤下铝开采非线性弹性地基顶板受力分析
    2.2 岩层参数与力学分析方案
    2.3 不同弹性地基系数的力学模型分析
    3 崩落散体对覆岩移动影响规律数值模拟研究
    3.1 数值分析模型
    3.2 数值模拟方案
    3.3 模拟结果分析
    4 煤下铝开采覆岩移动均匀沉降控制技术及工业试验
    4.1 开采工艺方案
    1) 回采工艺
    2) 煤下铝开采覆岩均匀沉降控制工艺
    4.2 工业试验
    4.3 试验采场地压监测
    5 结 论
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