摘要：为了提高煤炭资源的回采率,解决大同矿区云岗矿压煤严重的问题,释放更多的“三下”压煤,采用膏体充填开采工艺对工作面煤层进行开采。将该煤矿的煤矸石作为充填骨料,以粉煤灰、水泥为胶结剂制备胶结料浆;设计煤矸石、粉煤灰、水泥胶结充填体强度试验,确定充填材料质量分数81%为本次研究的固定含量;通过测得养护龄期为28 d的煤矸石∶粉煤灰∶水泥质量比为30∶3∶2配比,在满足膏体充填材料的流动性能的前提下,其充填体早期抗压强度为0.75 MPa,龄期28 d抗压强度为5.37 MPa,达到膏体充填抗压强度要求;采用3DEC数值模拟软件对8401工作面膏体充填开采前后上覆岩层位移变化情况模拟分析,采用膏体充填开采后,顶板下沉量减小至200 mm左右,地表沉陷控制取得了良好的效果。

摘要：为了预测采矿过程中覆岩的移动,在正交实验设计优化组合的基础上,利用数值模拟软件FLAC3D对采宽、采厚、岩性及采深4个影响覆岩移动因素所构建的16种组合进行模拟。根据数值模拟结果,构建了基于BP神经网络预测方法,并借助BP神经网络对覆岩移动进行预测,并与数值模拟结果进行对比。研究结果表明,在正交实验设计的少量模拟结果的基础上,运用BP神经网络对覆岩移动的预测误差较小,具有较高的可信性。

摘要：针对深部开采条件下覆岩移动变形引起的安全问题,采用理论分析、相似材料模拟试验结合的方法,通过监测相似材料模拟深部煤炭开采过程中覆岩位移、应力变化情况及覆岩的断裂破坏、弯曲和移动变形的过程,对比分析了采场覆岩体的移动变形、应力场演化过程和采动应力的影响区域。试验结果表明:在深部倾斜煤层开采过程中,沿着采煤工作面形成了应力升高区、应力降低区和原岩应力区;对孤岛工作面进行开采时,新旧采空区容易因上覆岩层的垮落塌陷连通成整体,极易发生矿井动力灾害;布置孤岛工作面的巷道位置时建议考虑布置在采空区的应力降低区内,并且煤柱宽度不应大于10～12m,最佳选择为6～8m。

摘要：针对充填开采条件下充填材料浪费严重难题,通过理论分析、现场观测的方式,对充填开采条件下覆岩移动变形机理、充填协作支撑体系稳固性进行分析。分析了充填条件下覆岩-充填体-煤柱的协作支撑机理,得到充填条件下覆岩稳定的力学判据,覆岩结构稳定下的侧向支撑压力1.71 MPa,采空区最小充实率87%。提出矸石淋浆充填采空区置换建下压覆资源的新思路,以安全有效控制地表移动变形,保证覆岩结构的稳定。

摘要：地下煤层开采后造成的地表沉陷 ,对矿区环境 ,特别是铁路、房屋等建筑物造成重大危害。覆岩离层带高压注浆减缓地表沉降技术可以有效地减少或缓和沉降向地表发展。离层空间发育大小是进行离层带高压注浆工程设计的重要参数之一。文章的研究基于数值模拟 ,采用三次样条曲线回归方法 ,推导出一套计算采动覆岩离层量大小的公式。配合有限元计算 ,可以动态地计算离层空间的变化过程。

摘要：为了研究充填开采中不同充填率下覆岩及地表的移动规律,以山东某矿1210工作面为工程背景,采用FLAC3D数值模拟软件建立充填开采计算模型,设计不同充填率的开采模拟方案,并结合关键层理论知识,分析不同充填率下覆岩及地表的移动规律,在此基础上建立地表最大下沉值、地表最大水平移动值与充填率的函数关系式。结果表明:随着充填率的增大,关键层下沉值、地表下沉值、地表水平移动值减小,成负相关关系。实测数据说明,拟合值、数值模拟值与实测值较为接近,可为类似条件工程提供参考依据。

摘要：基于沿空留巷原理,分析了厚层灰岩直接顶板下巷旁充填沿空留巷和超前切缝断顶卸压法沿空留巷巷道顶板断裂位态,分别建立了2种不同顶板断裂位态下的结构力学模型,推导了巷道顶板支护阻力计算方法。研究表明:当切顶阻力Q≤ql时,巷道顶板沿煤壁内一定深度内断裂,沿空巷道侧向顶板悬臂结构可向沿空巷道围岩传递采场岩梁和上覆岩层移动压力;而当切顶阻力Q≥ql,巷内加强支柱+巷旁切顶墩柱+巷旁切缝的联合切顶作用时,可使得侧向坚硬灰岩顶板沿切缝结构面断裂滑落,实现顶板断裂位态主动控制,降低了坚硬灰岩顶板传递上覆岩层压力的移动变形压力,优化了顶板承载结构和围岩应力,降低了巷旁支护体承受的附加载荷。相关设计方法及研究成果应用到南屯矿厚层灰岩直接顶切顶留巷试验,取得了良好的应用效果。

摘要：采用数值模拟对正交实验设计的4个影响因素16种组合进行模拟,并且构建相应BP神经网络预测方法,同时对覆岩移动进行预测并对数值模拟结果进行对比分析,研究结果表明:正交实验可大大降低实验次数,提高工作效率,第12组实验对煤层开采上覆岩层移动的影响最大,在正交实验设计的数值模拟结果的基础上,运用神经网络对煤层开采引起的覆岩移动预测结果误差小,具有较高的可信度。

摘要：基于内蒙古昊源煤矿煤层赋存特征,以1601工作面为研究对象,分析了采用连采连充式胶结充填采煤技术的可行性和适应性;设计了充填开采方案;构建了完整井上、井下充填系统,实现了充填材料混合和输送自动控制;数值模拟表明,充填开采覆岩控制效果良好,采场顶板垂直应力呈现W形分布,最大顶板下沉量为113 mm。现场实践表明,连采连充巷式胶结充填在昊源煤矿应用良好。

摘要：针对神州煤矿8#煤层4603综采工作面采煤效率低,采煤产生的矸石运输困难、处理困难等问题,提出矸石充填和自然冒落管理采空区新技术,设计开采流程、开采工艺,分析充垮比、充实率对工作面覆岩移动、围岩应力的影响,进而对工作面进行计算设计。4603工作面应用矸石充填和自然冒落混合管理采空区新技术进行开采作业,5个月内工作面采煤80 Mt,充填矸石30 Mt,有效解决开采中矸石问题,提升了开采效率。