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1、承压水上坚硬顶板矸石充填采场围岩控制技术,王家臣中国矿业大学（北京）2013.08.11,1.充填开采目的,（1）呆滞煤炭资源回收（2）地面与生态保护（3）特殊条件的安全开采,承压水上、坚硬顶板下安全开采,近年，我国充填采煤技术发展迅速,（1）缓解顶板冲击（2）减小底板破坏深度，防止底板突水,2.充填开采技术现状,3、工程背景,顶板坚硬、厚层,水压3.5MPa,33.27m,煤厚3.5m,邯郸郭二庄煤矿,4.支架阻力与顶板下沉量的关系,（a）支架与围岩关系,（b）上覆岩层移动模型,充填率、充填材料密实度、力学性质,hck是控顶距处的顶板下沉量,支架工作阻力与控顶距处的顶板下沉量的关系,邢台矿7
2、608工作面支架工作阻力与老顶下沉量关系计算。,坚硬顶板的冲击,模型铺设、位移测点及应变片布置实物图,充填材料制备,5.郭二庄充填开采模拟试验,WDJD-3多功能数字直流激电仪,（a）钻孔位置剖面图,（b）钻孔位置平面图,6.底板破坏深度研究,(1)郭二庄矿2911工作面,钻孔视电阻率数据测量时工作面位置图,底板破坏深度定位图,根据倍数确定法，同时借鉴课题组在五阳煤矿和赵固一矿底板破坏观测相关经验，最终确定郭二庄矿2911充填工作面底板视电阻率异常区的B216探测点所对应的位置为底板破坏深度极大值位置，视电阻率值大于背景值5倍作为底板最大导水破坏深度电阻率临界值，经过三角函数换算，最终测得底板
3、破坏深度约为8.978m。验证了相似模拟和数值模拟结果。,(2)邢台矿7608工作面,（a）钻孔位置剖面图,（b）钻孔位置平面图,钻孔视电阻率数据测量时工作面位置图,底板破坏深度定位图,根据倍数确定法，邢台煤矿7608充填工作面底板破坏深度的极大值约为10.2m；当底板破坏深度发展到极大值位置时，底板破坏的极大值位置与工作面煤壁水平距离约为10m。验证了相似模拟和数值模拟结果。,(3)底板破坏深度的理论研究,设底板完整岩层为h采动底板破坏区为h1,极限隔水层为h2,剩余有效隔水层为h3,由弹性力学薄板理论,7.覆岩移动规律,通过模拟计算来分析覆岩层的移动特征，从而掌握不同充填效果对岩层移动规律
4、的影响。,不同充填材料的顶板下沉量,8.支架工作阻力,（1）2911工作面,充填工作面支架阻力偏低，充填体承担了顶板的部分压力。工作面没有明显的周期来压两端头支架阻力小于中部，支架后柱工作阻力明显大于前柱。,（2）7606工作面,（3）7608工作面,（1）充填开采可以作为坚硬顶板、承压水上安全开采技术，有效地减少了底板破坏深度、缓解了坚硬顶板垮落冲击，保障了安全开采，拓展了简单、方便、低成本的矸石充填技术应用范围，取得了显著的经济与安全效益。（2）按照限定变形原理建立了充填开采支架工作阻力与顶板下沉量的理论模型、根据薄板理论提出了充填开采底板破坏深度的预测模型，并进行了成功应用。,9.结论,欢迎各位专家批评指正,
