急傾斜煤層充填開采圍巖變形機(jī)理及覆巖運(yùn)移規(guī)律研究
定 價(jià):50 元
叢書名:礦山技術(shù)與管理論叢
- 作者: 呂文玉,于健浩 著
- 出版時(shí)間:2021/4/1
- ISBN:9787502086152
- 出 版 社:應(yīng)急管理出版社
- 中圖法分類:TD823.7
- 頁(yè)碼:313
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《急傾斜煤層充填開采圍巖變形機(jī)理及覆巖運(yùn)移規(guī)律研究》重點(diǎn)闡述了急傾斜煤層充填開采造成的圍巖變形和覆巖運(yùn)移規(guī)律,在對(duì)急傾斜煤層充填開采方法分析的基礎(chǔ)上,建立了充填開采方法適用性評(píng)價(jià)模型,并對(duì)急傾斜煤層長(zhǎng)壁充填采場(chǎng)圍巖應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)和破壞場(chǎng)的變化規(guī)律,以及在不同充填條件下覆巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和地表沉陷規(guī)律進(jìn)行了深入的研究。該書第6章較為詳細(xì)的介紹了急傾斜煤層充填開采在木城澗煤礦的工程應(yīng)用情況,提出了急傾斜煤層充填開采的充填方法、充填工藝以及配套設(shè)備等成套安全高效充填開采技術(shù)。
《急傾斜煤層充填開采圍巖變形機(jī)理及覆巖運(yùn)移規(guī)律研究》可供礦業(yè)工程、地下工程等相關(guān)專業(yè)的科研人員、工程技術(shù)人員和廣大研究生參考借鑒。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展,淺層煤開采產(chǎn)量無(wú)法滿足需求,煤炭的開采不得不轉(zhuǎn)向一些開采難度大、開采過(guò)程中受采動(dòng)影響易造成地表沉陷的煤層,因此需要選擇合理的開采技術(shù)和回采工藝,既能保證最大限度回收煤炭資源,又能減輕地表變形,保護(hù)地表免受采動(dòng)影響。充填開采能夠在保證煤炭資源回收率、提高煤炭產(chǎn)量的同時(shí),最大程度的減輕地表沉陷,降低地表變形對(duì)建筑物的影響。因此充填開采方法在煤礦“三下”開采領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,很好的解決了地表沉陷問(wèn)題。
急傾斜煤層充填開采優(yōu)勢(shì)包括:可以有效的控制煤層頂?shù)装逡苿?dòng)變形,特別是在近距離煤層開采中使鄰近煤層不受破壞;減少煤柱損失,能有效地防止采空區(qū)自燃發(fā)火;結(jié)合用鉆孔抽放鄰近層卸壓瓦斯措施,保證解放層正常開采;減小圍巖移動(dòng),坑木消耗低,掘進(jìn)率降低一半,減輕地面塌陷危害。但由于急傾斜煤層特殊的地質(zhì)構(gòu)造,急傾斜煤層充填開采方法在煤礦開采中應(yīng)用較少,沒有形成系統(tǒng)的理論和方法,不能有效的指導(dǎo)實(shí)踐。因此,深入研究急傾斜煤層充填開采方法以及充填開采后圍巖移動(dòng)規(guī)律和覆巖運(yùn)移特征對(duì)豐富急傾斜煤層開采方法和開采沉陷理論、完善充填開采技術(shù)體系具有較強(qiáng)的理論意義和實(shí)際意義,對(duì)相似條件下急傾斜煤層充填開采的研究與應(yīng)用具有重要的借鑒意義。
通過(guò)離散元軟件研究不同充填距離時(shí)采空區(qū)矸石的下沉特點(diǎn),提出了最佳充填距離的概念,并得出最佳充填距離與工作面初始垂高、工作面推進(jìn)距離、工作面?zhèn)涡苯、斜坡運(yùn)輸巷傾角以及尾輪移動(dòng)距離之間的關(guān)系不等式,為充填距離的合理選擇提供理論指導(dǎo)。結(jié)果表明,急傾斜煤層充填開采頂板不會(huì)出現(xiàn)大面積垮落,可以減緩上覆巖層的移動(dòng)速度和變形量,頂板巖層的移動(dòng)形式以巖層彎曲、離層為主。充填開采由于支撐壓力區(qū)位置的轉(zhuǎn)移,可以有效減弱采區(qū)巷道圍巖的移動(dòng)變形程度,有利于巷道的維護(hù)。充填率可以改變采場(chǎng)整體穩(wěn)定程度,充填率越高,采場(chǎng)越穩(wěn)定,圍巖支撐壓力區(qū)面積越;充填體強(qiáng)度的增加可以提高充填體承載圍巖和吸收應(yīng)力的能力,減小圍巖受平衡力擾動(dòng)的程度。通過(guò)對(duì)應(yīng)用效果及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析,斜坡柔性掩護(hù)支架充填采煤法取得了較好的應(yīng)用效果,基本實(shí)現(xiàn)了采充平衡,雖然后期出現(xiàn)矸石下沉緩慢的問(wèn)題,但整體效果依然較好。通過(guò)運(yùn)用理論分析和有限元軟件研究單一變量的方法,對(duì)不同充填比、煤層傾角和工作面長(zhǎng)度等條件下頂板巖層及覆巖運(yùn)移規(guī)律、應(yīng)力場(chǎng)特征和破壞場(chǎng)分布范圍進(jìn)行研究。
本書的出版得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào):51974226)陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2019JM-351)和河南省礦產(chǎn)資源綠色高效開采與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(編號(hào):KCF202001)的資助。
由于作者水平有限,書中難免有不當(dāng)和不足之處,衷心希望讀者批評(píng)指正。同時(shí)向所有參閱文獻(xiàn)的作者表示崇高感謝。
于健浩,吉林白山人,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)博士,煤炭科學(xué)研究總院與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)聯(lián)合培養(yǎng)博士后,副研究員,中煤科工開采研究院有限公司采礦技術(shù)研究所項(xiàng)目經(jīng)理,主要從事采煤方法、實(shí)用圍巖控制技術(shù)研究工作。先后主持“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題專題2項(xiàng),橫向科研項(xiàng)目30余項(xiàng)。參與“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃、煤炭科學(xué)研究總院面上基金等科研項(xiàng)目10余項(xiàng)。獲中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)1項(xiàng),中國(guó)職業(yè)安全健康協(xié)會(huì)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)2項(xiàng)。發(fā)表論文20余篇,其中被EI檢索論文3篇。
呂文玉,山東棗莊人,美國(guó)肯塔基大學(xué)與中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)聯(lián)合培養(yǎng)博士,西安科技大學(xué)和川煤集團(tuán)聯(lián)合培養(yǎng)博士后,西安科技大學(xué)副教授、碩士研究生導(dǎo)師、項(xiàng)目博導(dǎo),研究方向?yàn)槊旱V充填開采技術(shù)。先后主持的縱向科研課題有國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(面上/青年)2項(xiàng)、陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(面上/青年)2項(xiàng)、陜西省教育廳基金項(xiàng)目1項(xiàng)、省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目3項(xiàng)、校級(jí)科研項(xiàng)目3項(xiàng),主持和參與了校企合作項(xiàng)目20余項(xiàng)。獲陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國(guó)家發(fā)明專利5項(xiàng)、國(guó)家實(shí)用新型專利10項(xiàng),發(fā)表論文40余篇,其中被SCI、EI、ISTP檢索論文20余篇,參編教材2部。應(yīng)邀擔(dān)任《Science China Technological Saences》《采礦與巖層控制學(xué)報(bào)》等國(guó)內(nèi)外期刊審稿人。
第一章 緒論
第一節(jié) 煤礦充填開采技術(shù)研究現(xiàn)狀
第二節(jié) 急傾斜煤層充填采煤法研究現(xiàn)狀
第三節(jié) 急傾斜煤層理論研究現(xiàn)狀
第二章 急傾斜煤層充填開采方法研究
第一節(jié) 急傾斜煤層充填開采方法分析
第二節(jié) 斜坡柔性掩護(hù)支架充填開采方法優(yōu)化研究
第三節(jié) 急傾斜煤層充填采煤法適用性評(píng)價(jià)
第三章 急傾斜煤層充填開采圍巖變形機(jī)理研究
第一節(jié) 急傾斜煤層充填開采圍巖變形理論研究
第二節(jié) 急傾斜煤層不同充填開采方法圍巖移動(dòng)數(shù)值模擬研究
第三節(jié) 急傾斜煤層充填開采不同工況條件下圍巖移動(dòng)變形規(guī)律研究
第四節(jié) 急傾斜煤層充填開采地表沉陷規(guī)律研究
第四章 急傾斜煤層充填開采覆巖運(yùn)移規(guī)律研究
第一節(jié) 四川某煤礦工程概況
第二節(jié) 矸石局部充填開采頂板力學(xué)模型分析
第三節(jié) 矸石局部充填采場(chǎng)覆巖運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬研究
第四節(jié) 急傾斜煤層開采“支架-圍巖”系統(tǒng)穩(wěn)定性控制
第五章 急傾斜煤層充填開采相似模擬研究
第一節(jié) 柔性掩護(hù)支架矸石充填物理相似模擬實(shí)驗(yàn)
第二節(jié) 矸石局部充填物理相似模擬實(shí)驗(yàn)
第六章 急傾斜煤層充填開采設(shè)計(jì)
第一節(jié) 柔性掩護(hù)式支架充填開采設(shè)計(jì)
第二節(jié) 矸石自溜充填開采設(shè)計(jì)
第三節(jié) 托管注漿充填開采工藝設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)