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建筑物下高水材料充填开采技术是提高采出率、保护地表和实现建筑物不搬迁采煤的绿色采矿新技术,也是实现可持续发展和缓解我国煤炭资源紧张形势的有效途径。论文针对桃山煤矿三井开采时地面建筑物沉陷的问题,采用现场观测、实验室测定、理论分析、数值模拟及工业试验相结合的方法,探索实施地表无沉陷、回采率高、安全高效的高水材料非全部充填采煤技术。 通过现场观测、实验室顶板岩石力学参数测定和理论分析,结合煤层的顶板条件、开采厚度、回采工艺,从上覆岩层关键层理论出发,确定了高水材料条带充填开采技术方案、高水材料条带的自身尺寸及在采空区内的布置方式等。 通过FLAC3D数值模拟全部垮落法、煤柱支撑法、高水材料充填法采后地表变形预测模拟图,验证了高水材料充填开采的可行性;通过现场工业试验及顶板移动和地表沉陷情况观测,证实了高水材料充填开采对顶板移动和地表沉陷能够有效控制。 论文的研究成果为桃山煤矿三井充填开采技术提供了理论和技术支持,有效的解决了生产中存在的问题。该项目的研究与工程应用,以期为黑龙江矿区乃至全国矿区建构筑物下煤层群压煤开采问题提供借鉴与参考。