密集建筑物下高承压水上条带煤柱合理尺寸研究

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我国煤炭资源虽然分布广泛,但煤炭资源正在逐步枯竭,矿井储量正在逐步减少,建筑物下、水体下、铁路下压煤量大,随着开采深度的增加,煤炭资源开采面临受水威胁等不利影响,因此,为更多开发利用现有资源,解放建筑物下压煤和受水威胁的煤炭资源已是当务之急。论文基于淄博矿业集团岱庄煤矿1160采区开采所面临的建筑物压煤和承压水威胁的主要问题,根据采区的基本情况、水文地质特征等,分析采区开采的可行性及重要性。通过理论公式推导计算、地表下沉预计等手段分析建筑物下条带开采尺寸;并通过对底板突水机理研究,对底板受力进行分析,结合“下三带”理论及采区实际水文地质条件,分析底板阻水性、底板破坏深度,得出底板隔水层厚度及特性。根据岩体水力学法,把底板看成力学岩梁,来分析底板承压水与采宽的关系,并根据组合梁理论计算出承压水上条带开采的安全留宽。为选择出适合两种条件的最佳条带开采方案,本文通过数值模拟软件针对不同条带开采方案分别从煤柱稳定性、地表下沉、底板塑性破坏等方面进行动态模拟,分析不同条带开采煤柱塑性破坏情况、地表垂直位移情况、底板塑性区、底板应力分布、底板位移的不同,以确定合理的条带尺寸。最后,根据建筑物下、承压水上条带开采合理尺寸的理论分析结果,结合数值模拟结论,以地面建筑物及承压水上开采的安全性为前提,充分考虑采出率,确定出合理的条带方案,最大限度的解放受影响的煤炭资源。这种综合分析确定条带开采参数的方法,具有较高的可靠性和较好的应用价值,为其它类似地质和开采条件的矿区回收资源提供了重要的参考价值。
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