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在自然界岩层中,由于岩石性质、岩相状态的变化或构造应力造成岩层变动等因素,使得某些地层断裂不连续或岩层透水性发生明显的变化,进而形成了沟通含水层之间的通道叫做“天窗”。“天窗”的存在使得原本具有隔水能力的岩层失去隔水能力,从而导致原本简单的水文地质条件变得复杂使得原本可以正常开采的煤炭变为水体下开采。针对双鸭山东荣一矿“天窗”下压煤无法正常回采制约煤矿安全开采上限导致生产接续紧张的实际问题。通过收集分析国内外水体下留煤柱开采以及充填开采研究现状,归纳总结出目前制约水体下压煤安全开采上限提高的原因。借此提出上覆岩层不破坏、地表无明显沉降的粉煤灰基胶结充填开采技术。 通过与双鸭山东荣一矿具体地质情况相结合,借用经验公式理论分析了应用传统留煤柱法、矸石充填法、高水充填法开采东荣一矿“天窗”下压煤的安全开采上限。然后对粉煤灰基胶结充填材料、充填工艺以及相关项目进行简要介绍。并且通过对双鸭山东荣一矿“天窗”下粉煤灰基胶结充填开采“等价采高”的理论分析,得出东荣一矿“天窗”下粉煤灰基交结充填开采可以有效保持顶板完整控制顶板塑性破坏,从而大幅度提高安全开采上限的结论。之后应用FLAC3D数值模拟软件对东荣一矿“天窗”下粉煤灰基胶结充填技术随采随充以及传统垮落法开采进行了模拟。分别对比分析了两种回采方法不同回采推进距离时的应力云图和塑性区分布图。得出了粉煤灰基胶结充填技术能够有效起到支撑顶板控制矿压显现以及顶板塑性区发育的作用。 最后综合比较传统留煤柱法、矸石充填法、高水充填法以及粉煤灰基胶结充填法东荣一矿“天窗”下压煤安全开采上限,得出粉煤灰基胶结充填技术可以从根本上解决东荣一矿“天窗”下压煤回采问题的结论。