充填体对地表沉降控制的研究.pdf

《充填体对地表沉降控制的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第5期矿冶工程V01．3l№52011年lO月MININGANDMETALLURGICALENGINEERING0ctober201l充填体对地表沉降控制的研究①王新民，吴鹏，刘晓玲，赵建文(中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083)摘要：基于某煤矿使用煤矸石胶结充填开采的工程实例，对充填工作面的上覆围岩的移动变形进行了模拟研究。运用MidasGTS建立了三维模型，采用有限元分析方法研究了充填采场的稳定性状态。研究结果表明：充填后的工作面上覆围岩的位移为0．0314398nl，远小于采空区顶板的位移

2、0．101611in；充填后的顶板基本不产生拉应力，而空区的最大拉应力达3．47156MPa。由此可知充填体的加入，有效的控制了工作面上覆岩层的位移，使煤层上方650m的地表不发生沉降；对地应力的控制效果非常明显，使地应力重新恢复到稳定状态。关键词：充填体；沉降；数值模拟；稳定性中图分类号：TD861文献标识码：A文章编号：0253—6099(2011)05—0001一O3ControlofGroundSubsidencebyBackfillingWANGXin·min，WUPeng，L1UXiao—ling，ZH

3、A0Jian—wen(SchoolofResourcesandSafetyEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China)Abstract：Basedonthepracticeofcut—and—fillmininginacoalminewithcoalgangueusedforcementedbackfilling．asimulationstudywasconductedonthemovementanddeformationoftheov

4、erburdenonbackfillingworkingface．Basedonathree．dimensionalmodelestablishedwithMidasGTS．stabilityofbackfillingstopewasanalyzedwithfiniteelementmethod．ResultsshowedthatthedisplacementoftheoverburdenontheworkingfaceafterfillingiS0．0314398m．farlessthanthedisplacem

5、ent(0．101611m)oftheroofinmined．outarea．Thereglittletensilestressgeneratedontheroofafterbackfilling．butamaximumtensilestressof3．47156MPainmined—outarea．Itwasconcludedthatthebackfillcaneffectivelycontrolthedisplacementofoverburdenontheworkingface，avoidingthegrou

6、ndsettlementoccurredontheplace650mabovethecoalseam．Itcanalsoeffectivelycontrolgroundstresstobestableagain．Keywords：backfill；settlement；numericalsimulation；stability某煤矿是一座设计年产原煤300万吨并已扩大形凡口铅锌矿地表沉降监测，六道湾煤矿塌陷区地面成了年生产能力500万吨的特大型现代化矿山。矿区沉降监测J，但由于井下情况复杂多变，应力分布不所在地有相

7、当数量的煤层位于城区及周边乡镇区域均匀，使地表监测的准确性大大降低；第二种是运用大内，为保护地表建(构)筑物，矿山都不同程度的留设型软件进行数值模拟，目前用来模拟采场稳定性的软了工广煤柱，全矿共积压了22624．3万吨左右的优质件主要有FLAC一3D，ANSYS，FLAC，RFPA等J。煤炭资源。同时，该矿在采煤的过程中产生大量的煤如利用FLAC对不同的充填体强度开采下层煤后的地矸石，堆放在地表形成矸石山，对地表和环境造成了极表沉陷和顶底板弹塑性区分布J，利用RFPA对民采大的破坏。本文设计采用充填法将煤矸石作为主

8、要的空区地压数值模拟稳定性进行分析』，这些模拟虽然充填料充填到采空区_1J，这样不仅能彻底解决煤矸石直观，但均为二维模拟，不能够真实的反应实际情况。对地表环境的污染问题，恢复宝贵的土地资源，而且可以回采优质的工广煤柱，回收巨大的积压资源]。本文运用MidasGTS_】有限元分析软件，分充填前和充填后观察工作面上覆岩层的应力应变情况和地充填后对工作面上覆岩层的