地表0沉降的采空区充填技术研究

• 作 者: 张学峰
• 机 构: 河北工程大学
• 出 处: 河北工程大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 垮落带 裂隙带 高水充填 地表0沉降

地下煤炭开采引起的地表沉陷不仅破坏矿区生态环境、损害地表建筑物和构筑物,而且伴生严重的安全隐患,而解决这些问题的根本出路在于开采空间的合理处理。与传统的采空区水砂充填、矸石充填以及金属矿采场膏体充填不同,本文提出一种“利用高水材料对采空区跨落带和裂隙带进行充填控制顶板及覆岩移动”技术途径,以实现控制采动覆岩移动,减缓地表沉降,保护地表建筑物安全的目的。针对该技术实施,必须要解决三带分布形态、地面的下沉时间和速度、三带形成机理、高水材料的流动性等问题。论文利用相似模拟方法研究了在一定采深、一定采厚、特定覆岩结构类型时,工作面推进距离和影响到地面的关系;用实验的方法研究了高水材料在垮落带破碎岩体中的流动规律;用数值模拟的方法研究了垮落带和裂隙带实施注充前后的矿压分布和地面下沉情况。本文研究了采空区覆岩的破坏规律、覆岩移动影响到地面的时间和速度、地面移动的影响因素。同时研究了高水材料的物理和化学性质以及流动性。根据覆岩移动影响到地面的时间和高水材料的流动性的协调,合理地布置钻孔,利用高水材料充填采空区,从而实现地表的0沉降。论文最后给出了该技术理论的相关参数和工艺系统。通过理论分析和实验室试验,得出:实施垮落带和裂隙带注充技术可有效的控制覆岩采动下沉,消除地表沉降,保护地表建筑物、构筑物的安全。