固体充填开采下厚松散层薄基岩裂隙发展研究

本文主要探讨了厚松散层与薄基岩组合下的固体充填开采中覆岩裂隙发育的规律。作者徐平等人首先将厚松散层视为单一薄基岩承载结构，构建了基于Winkler弹性地基的连续梁力学模型，这个模型允许研究充填体（如混凝土、砂石等）在不同情况下的压缩行为及其对覆岩的影响。 研究的核心在于分析充填体压缩模量与岩梁裂隙发育高度之间的关系。通过对固体充填材料的压缩特性的深入分析，作者建立了厚松散层中单一薄基岩岩梁裂隙发育高度与充填体充实率之间的关联。充实率是指充填体填充空间的比例，它直接影响到开采过程中的地层稳定性。 在论文中，通过结合实际工程案例，作者利用UDEC数值模拟软件创建了数值模型，对充实率分别为60%、70%和85%的充填开采情况进行了模拟，观察并比较了这些情况下岩梁裂隙的发育程度。结果显示，随着充实率的提高，岩梁裂隙发育的高度显著降低，因为充填体对上覆岩层提供了更好的支撑，减少了塑性区的形成，从而抑制了裂隙的扩展。 研究发现，当工作面推进至30-50米范围时，裂隙发育的速度加快，但随着充实率的提高，这种快速增长的趋势会迅速减缓。这一发现对于优化充填开采策略，特别是在松散含水层薄基岩的煤炭开采中，具有重要的实践指导意义，表明密实的固体充填是保障开采安全的重要手段。 关键词包括薄基岩、固体充填开采、充实率、裂隙以及力学模型，这些概念贯穿全文，共同揭示了厚松散层条件下矿产开采中裂隙控制的关键要素。该研究不仅理论价值高，也为工程技术人员提供了改进现有开采技术，减少开采风险的科学依据。