不同采煤方法下开采沉陷的数值模拟研究.pdf

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1、第24卷第12期中国矿业Vo1．24，NO．122015年12月CHINAMININGMAGAZINEDec．2O15不同采煤方法下开采沉陷的数值模拟研究刘树新，苏彦斌，韩兴华(1．内蒙古科技大学矿业研究院，内蒙古包头014010；2．太原理工大学采矿工艺研究所，山西太原030024)摘要：为了对比充填开采及条带开采对地表及覆岩破坏控制的效果，本文基于实验室制备的充填材料和理论计算得到的条带开采方案，运用数值模拟软件FLAC对条带开采、充填开采过程中地表移动变形及覆岩应力场变化情况进行详细分析。结果表明：充填开采中覆岩释放了少许弹性应变能，其应力略小于原岩应力

2、，覆岩应力场呈线性规律变化。条带开采中覆岩应力场出现应力增高区，煤柱两端应力集中现象严重，围岩稳定性弱于充填开采。两种开采方法下地表沉陷均远小于垮落开采，条带开采中地表各变形值均小于建筑物I级破坏允许值，充填法中地表曲率仅比该允许值大0．02mm／m。，仍能保证地面建筑物的安全性。故采用充填开采对地表及覆岩变形的控制效果更佳。关键词：开采沉陷；控制效果；条带开采；充填开采；数值模拟中图分类号：TD327文献标识码：A文章编号：1004—4051(2015)12-0089—05Thenumericalsimulationoftheminingsubsidence

3、indifferentminingmethodsLIUShuxin，SUYan—bin，HANXing—hua(1．MiningAcademy，InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，Baotou014010，China；2．InstituteofMiningTechnology，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Thesurfacedeformationandthevariationofoverburdenstressfie

4、ldindifferentminingmethodsareanalyzedbyFLAC。。inordertocontrastthecontroleffectofsurfaceandoverlyingstratadeformationbetweenfillingminingandstripmining，whicharebasedonthefillingmaterialpreparedinthelabandthetheoreticalstripminingscheme．Theresultsshowthatalittleofoverburdenelasticstra

5、inenergyisreleasedinthefillingmining，whichstressissmallerthanthein-siturockstressandthestressfieldvarieswithanalmostlinearfashion．Thereexisthigh—stressareaintheoverlyingstrataandstressconcentrationinthecoalpillarofstripmining，SOthestabilityofsurroundingrockislessthanthefillingmining

6、．ThesurfacesubsidenceinthetwominingmethodsisfarlessthanthecavingminingandthevaluesofsurfacedeformationarelessthantheallowablevaluesofthebuildingsgradeIinstripmining．Thoughthevalueofsurfacecurvatureis0．02mm／mbiggerthantheallowablevalueinfillingmining，itcaninsurethesafetyofgroundbuild

7、ings．Sothecontroleffectsofsurfaceandoverburdendeformationarethebestinthefillingmining．Keywords：miningsubsidence；controleffect；stripmining；fillingmining；numericalsimulation大规模的地下采矿会造成一系列的开采沉陷问题。开采沉陷会造成矿区土地塌陷、地面积水、收稿日期：2015-02-05农田损坏、道路塌陷、地表建筑物变形破坏等。目基金项目：国家自然科学基金项目“开采扰动下峰后煤岩体结构特征及其强度

8、衰减规律研究”资助(编号：512640