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在我国能源消费结构中,煤炭资源占消费总量的70%左右。随着资源的开采利用和人类居住面积的扩大,不可避免的人类会定居到资源之上,必须使用合适的开采方式解放建筑物下的煤炭资源,以达到资源的高效开发利用。且煤炭资源是不可再生的资源,煤炭行业还有较光明的前途。因此,探索合适的开采方式解放建筑物下压煤,对提高煤炭资源开采使用效率和促进社会经济持续发展有着特殊重要的意义。 天裕煤矿属于公路建筑物下压煤开采的煤矿,建筑物下压煤对于后续天裕煤矿的生产接续造成极大的影响,为了开采建筑物下压煤,需要使用充填开采方法置换出所压煤层。本文以天裕煤矿为依托,通过分析其实际条件,选择合适的充填方法,使用理论和数值模拟结合的综合研究办法,以天裕煤矿建筑物下充填开采技术研究为载体,研究开采煤层对地表沉陷的影响,充填开采后对地表沉陷的控制,对顶底板的变形的控制,以此为依据确定出合适的煤层开采顺序以及充填强度,保证地表建筑物的完整,从而实现矿井良好的社会效益和经济效益。本文主要进行了以下几个方面的研究: (1)分析天裕煤矿的地质条件和煤层条件,对原有的开采方案重新评估,针对矿井的开采条件,提出膏体充填的开采方法,并在此基础上通过MSPS软件分析膏体充填各煤层前后地表沉陷情况,确定出合适的开采顺序。 (2)利用FLAC数值模拟软件模拟了膏体充填材料强度和充填步距等对采场塑性破坏和岩层移动破坏的影响。得出了煤层安全开采条件下的最优膏体充填开采参数,确定出使用充填开采的效果。 (3)根据现场实际,结合研究结果,确定天裕煤矿的具体开采顺序和充填参数、采矿工艺,根据实验结果,确定所需膏体强度和充填配比。 本文的研究成果不仅对天裕煤矿建筑物下近距煤层开采有现实意义,对其他类似矿井也有一定的借鉴作用。