﻿ 充填体压缩率对地表沉陷的影响研究

# 充填体压缩率对地表沉陷的影响研究Study on the Influence of Filling Compressibility on Surface Subsidence

Abstract: In order to ensure the efficiency of backfill mining to suppress the surface subsidence, by taking the 7608 backfill mining working face in Xingtai Coal Mine as the mining engineering background, the theoretical analysis, numerical simulation and field monitoring methods were used to study the effect of the compression ratio of backfill on the surface subsidence. The study obtains the corresponding relationship between the compression ratio of the backfill and the surface subsidence, and provides a reliable scheme for the control of the surface subsidence in Xingtai Coal Mine. It provides a theoretical guidance for the future practice of backfill mining in the coal mine.

1. 引言

2. 工程及工作面概况

2.1. 工程概况

2.2. 工作面概况

7608工作面的主采煤层为2号煤层，2号煤层位于山西组的下部，最小厚度4.19 m，最大厚度9.47 m，平均厚度为6.20 m，其中工作面内平均煤厚为6.1 m。煤层的中、下部有一层夹矸，由于煤层中夹矸的存在，将煤层分成上、下两部分，现模拟充填开采厚度为3.1 m的上分层煤层，剩下3 m左右的下分层煤层。煤层顶底板结构见表1

Table 1. The geological survey of coal strata

3. 充填体压缩率模拟分析

3.1. 模型建立

Table 2. The mechanical parameters of coal-rock mass

Figure 1. The grid model for numerical simulation

3.2. 模拟结果分析

Figure 2. The values of surface subsidence under different lengths of working face advancing

Figure 3. The values of surface subsidence under different filling conditions

Figure 4. The linear model of surface subsidence

Figure 5. The contour map of surface subsidence

Figure 6. Surface horizontal displacement of inclination direction (a) and strike direction (b)

Figure 7. The surface tilt value of inclination direction (a) and strike direction (b)

4. 结论

1) 通过数值软件进行模拟，模拟压缩率对应分别为32%、22%、12%充填法以及垮落法的地表位移变化情况。根据数值模拟结果可知，随着充填体压缩率的减小，控制地表下沉的效果越好，能更好地保证地面构筑物的安全和工作设备的正常运行。选取适中的充填体压缩率为22%左右时，倾向方向和走向方向地表的最大水平变形值均较小，倾斜值也在安全范围内，远远小于I级采动损害程度。注浆补强工艺后矸石粉煤灰能达到较小的压缩率，抵抗变形的能力明显变大，充填体面对相同轴向应力情况后，能有效减小地表沉陷值，更适合建下充填开采。

2) 如果矸石粉煤灰充填体没有达到要求的压缩率，就需要采取相应的措施，如调节充填料中矸石粒径大小、调整矸石粉煤灰质量配比或者在矸石粉煤灰充填后进行注浆补强。通过以上方法，可以更好地发挥矸石粉煤灰充填采煤法的优势，带来预期的技术效果、安全效果和经济效果。

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https://doi.org/10.1007/BF00430273

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