离层注浆开采关键层变形特征及地表沉陷控制效应

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. 2; pp. 931 - 942
• Main Authors: 徐良骥, 张坤, 刘潇鹏, 陈宝宝, 范廷玉, 桂松
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 232001 01.02.2023; 安徽理工大学空间信息与测绘工程学院,安徽淮南 232001%安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 232001%安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南 232001; 合肥综合性国家科学中心能源研究院,安徽合肥230031; 煤矿生态环境保护国家工程实验室,安徽淮南 232001%安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 232001
• Subjects: 离层注浆; 地表沉陷控制; 预计模型; 关键层; 力学分析
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.XH22.1691

TD325; 为研究覆岩离层注浆开采条件下关键层变形特征及地表沉陷控制效应,准确预计地表移动变形值,对离层注浆开采关键层变形进行了力学分析,将关键层下方离层注浆充填体和煤岩体的组合视为弹性地基,并将之划分为压实区、欠压实区和实体煤区3种不同的区段,基于弹性地基梁理论,给出了关键层挠度方程和弹性地基系数计算方法;采用"两步法",通过分层模拟的方式开展了离层注浆开采关键层变形与地表沉陷数值模拟,研究了不同工作面宽度条件下离层发育和关键层破断特征,以及不同注采比条件下地表移动变形特征;借鉴等价采高理论,将离层注浆开采条件下关键层弯曲下沉空间等效视为开采空间,结合概率积分法,建立了适用于离层注浆开采的地表沉陷预计模型.以淮北矿区袁店二矿7221离层注浆开采工作面为例进行了验证,结果表明:该地质条件下,离层注浆开采工作面宽度宜设计在90～120 m;采用提出的预计模型和方法能够对离层注浆开采条件下的地表沉陷进行有效预计,预计值与实测值平均误差9 mm,在允许误差范围内;离层注浆开采地表沉陷控制效果显著,减沉率约83％.