固体废弃物充填开采地表沉陷预测方法研究与应用.pdf

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1、第2O卷第7期中国矿业Vo1．20，NO．72011年7月CHINAMININGMAGAZINEJu1．2011固体废弃物充填开采地表沉陷预测方法研究与应用秦怀珠(山西盂县煤炭工业局，山西盂县045100)摘要：在阐述固体废弃物充填开采控制岩层移动变形原理的基础上，分析了充填开采影响地表沉陷的各个因素，提出充填开采地表沉陷预测可采用基于等价采高理论的垮落法预测方法。本文依据东坪煤矿首采充填工作面15601的布置方式及采矿地质条件，预测了工作面上方地表沉陷以及建筑物的破坏情况，可为类似工程应用提供一定借鉴。关键词：充填开采；等价采高；地表沉陷中图分类

2、号：TD325文献标识码：B文章编号：1004—4051(2011)07—0099～04TheoryandapplicationofpredictionforgroundsurfacesubsidenceinsolidbackfillminingQINHuai—zhu(Coa1IndustryBureauofYuxian，Shanxi，Yuxian045100，China)Abstract：Factorsaffectinggroundsurfacesubsidenceareanalyzedinthisstudyafterdepictingthegr

3、oundcontrolmechanisminsolidbackfillmining．Andtheequivalentminingheighttheoryisproposedtopredictthegroundsurfacesubsidence．Basedonthefirstbackfillface’SplanandgeologyofDongPingcoalmine，thegroundsurfacesubsidenceandbuildings’breakagearepredicted．Theresultscouldproviderefer—encev

4、alueforsimilarapplications．Keywords：backfillmining；equivalentminingheight；surfacesubsidence煤炭是我国的主要能源。据不完全统计，目弃物充填开采技术]。该技术已经在河北邢台矿、前我国仅国有煤矿的生产矿井“三下”(建筑物新汶翟镇煤矿、兖州济三矿、济宁花园煤矿、平下、铁路下、水体下)压煤就达140多亿t，可供煤集团十二矿取得了成功应用，即将在盂县东坪7O个年产200万t的矿井开采100年。其中，一些煤矿、淮北杨庄矿、皖北五沟矿进行工业性试验。老矿区随着煤炭资源的枯竭

5、，“三下”压煤开采势在预测充填开采地表沉陷的方法上，形成了比较在必行。如何合理解决“三下”压煤问题，实现成熟的理论。本文以山西阳泉盂县东坪煤矿为背煤炭资源开采与矿区环境保护的协调发展是实现景，分析了固体废弃物充填开采地表沉陷预计的我国煤炭工业可持续发展的必由之路。口基本方法，可为相似工程实践提供借鉴。煤炭地下开采会引起地应力的重新分布，使1充填采煤覆岩控制影响因素分析得岩体产生位移、变形直至破坏。当采空区面积固体废弃物充填开采就是通过机械化充填设达到一定的范围后，引起采空区上方地表移动与备将固体废弃物充入采空区限制顶板垮落下沉来变形，导致耕地、建筑

6、、道路、水体等产生不同达到控制上覆岩层移动和减小地表沉陷的目的l_3]。程度的破坏，危及人民群众的正常生活。因此，充填采空区的固体废弃物占据了上覆岩层的下沉研究煤炭开采对地表沉陷的影响具有重大现实空间，相当于减小了开采厚度；如同岩层移动后意义。期主要是破碎岩体的压实过程一样，固体废弃物为了控制地表沉陷，近年来在国内发展起来充填开采岩层移动后期也主要体现为充填体的压一种新型的充填采煤技术，即综合机械化固体废实沉降。研究表明，固体废弃物充填的充填率和压实收稿日期：2011一O3—27率是影响固体废弃物充填开采覆岩移动控制效果作者简介：秦怀珠(1964一

7、)，男，山西盂县人，采矿工程师，现的关键因素。充填率主要由充填前的顶底板移近任山西盂县煤炭工业局副总工程师、技术科长。lOO中国矿业第2O卷量、充填体接顶距离等因素决定；而充填体的压达到2MPa，即能使充填体达到密实充填的状态，实率主要由充填体初始压实度、剩余压缩率等因且能保证在应力由2MPa达到原岩应力状态时充素决定。下面依次分析各因素对岩层移动控制效填体压缩率小于10。果的影响。4)充填体剩余压缩率1)充填前顶底板移近量当顶板弯曲下沉并与充填体接触后，此时充与长壁工作面回采相比，采空区充填具有一填体将开始承担上覆岩体荷载作用。受上覆荷载定的滞后

8、性，此时在矿山压力的作用下，液压支作用，充填体将产生进一步的压缩，其剩余压缩架具有一定的压缩量，减小了采空区可供充填的率取