煤矿建筑物下条带开采与充填开采比较研究 以济宁太平煤矿为例2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第一章 导论1

第一节 引言1

一、利用开采方法减缓地表变形2

二、地表注浆减缓地表变形2

三、建筑结构吸收地表变形3

第二节 国内外研究现状3

一、条带开采技术概述4

二、膏体充填技术概述6

第三节 条带开采与充填开采研究方法8

一、唯象法8

二、连续介质力学法9

三、数值分析法9

四、物理模拟10

五、工程地质模型11

第四节 研究内容及技术路线11

一、主要研究内容11

二、技术路线12

第二章 条带开采与充填开采基本理论14

第一节 概述14

一、充填法处理采空区14

二、条带采煤法15

三、采空区覆岩离层带注浆16

四、采空区冒落矸石空隙注浆充填18

第二节 条带采煤法18

一、条带采煤法的适应条件18

二、条带开采的类型19

三、条带开采的岩层移动和变形特点20

四、条带尺寸设计22

五、条带开采注意的问题28

六、我国采用垮落法管理顶板的条带开采参数29

第三节 水力充填采煤法29

一、水力充填系统30

二、倾斜分层走向长壁水砂充填采煤法采准巷道布置特点31

三、采煤工艺32

四、粉煤灰井下充填概况34

五、适用条件及评价37

第四节 采空区冒落矸石空隙注浆充填法原理37

一、长壁开采顶板冒落破坏分析37

二、岩体碎裂扩容现象39

三、冒落矸石空隙注浆胶结充填技术的特点40

四、冒落矸石空隙注浆胶结充填技术决定因素40

五、充填材料40

第五节 采空区覆岩离层带充填注浆理论42

一、两相流的主要物理力学性质43

二、液流中固体颗粒的运动阻力44

三、固体颗粒在液流中的沉降47

四、固体颗粒在液流中的运动形式50

五、固体颗粒在液流中的悬浮条件51

六、离层带充填注浆参数53

第三章 研究区的地质特征55

第一节 地质概况55

一、矿区地层55

二、地质构造58

三、煤层赋存特征64

第二节 工程地质特征67

一、煤系岩性岩相研究67

二、近风化带覆岩性质研究68

三、煤层顶、底板的工程地质特征71

第三节 水文地质结构72

一、松散含、隔水层组72

二、基层风化带74

三、红层砂岩74

四、3号煤顶板砂岩含水性74

第四节 太平煤矿柳沟村庄下压煤系及松散层的地质结构特征75

一、柳沟村庄房屋概况75

二、柳沟村的地质条件及特征75

第四章 条带开采的物理模型试验研究78

第一节 柳沟村庄煤柱条带开采的采留宽度初步设计78

一、条带开采采宽的确定78

二、条带开采留宽的确定78

三、条带煤柱稳定性分析79

四、条带开采方案的初步确定81

第二节 相似材料物理模拟试验意义81

一、物理模拟简述81

二、相似材料模型试验的意义83

三、模型材料需要满足的条件84

第三节 条带开采的物理模型试验87

一、模型试验的设计87

二、模型制作89

三、模型开采及观测92

四、模型试验结果分析94

第四节 条带开采覆岩移动变形破坏的特征与规律101

一、覆岩的破坏特征与破坏范围的最终形态101

二、条带开采覆岩移动变形规律102

第五章 条带开采的数值模拟研究104

第一节 数值模拟概述104

一、有限元法概述104

二、ADINA有限元程序简介106

三、有限元在岩层移动中的应用107

第二节 数值模型建立与参数选取108

一、基本思路108

二、影响覆岩破坏因素分析109

三、模型的设计110

第三节 二维计算模型114

一、计算剖面及单元划分115

二、条带综放开采数值模拟方案115

三、开采前后地表变形的数值分析对比研究119

四、计算结果分析122

第四节 地表移动变形与建筑物破坏程度的关系125

第六章 建筑物下充填采煤技术研究128

第一节 膏体充填采煤技术128

一、固体废物膏体充填不迁村采煤的意义129

二、不迁村采煤固体废物膏体充填方法131

三、膏体充填采煤的研究与采动岩层充填控制理论133

第二节 膏体充填材料134

一、膏体充填材料的组成与实验设备135

二、膏体充填材料的强度136

三、膏体充填材料的弹性模量137

四、膏体充填材料的变形性能137

第三节 充填开采覆岩移动的数值模拟研究139

一、模拟的地质条件及数值计算模型140

二、充填开采条件下覆岩的活动规律143

第四节 膏体充填工艺与经济环境评价144

一、膏体充填设备与工艺144

二、充填采矿经济环境评价145

第七章 展望148

参考文献149