充填开采支架与围岩相互作用研究及影响

"固体充填开采支架与围岩关系研究" 在煤炭开采领域，固体充填开采是一种有效的环境保护和矿产资源回收技术。该技术通过填充开采空区，以减轻对周围岩层的压力，减少地表沉降，防止地质灾害的发生。本文主要探讨了在固体充填开采过程中，支架与围岩之间的相互作用以及上覆岩层的移动特性，并提出了顶板载荷的估算方法。 首先，研究发现，在充填开采中，工作面的周期性来压步距较大，这意味着岩层的压力释放并不像传统开采那样集中且强度显著。这可能是由于填充物的存在，缓冲了岩层的应力传递，使得来压现象变得更为温和。同时，直接顶（即工作面上方的最薄岩层）在工作面推进时逐渐冒落，其垮落步距相较于常规综采工作面明显增加。这种现象提示我们需要更有效地设计和使用支架，以适应这种特殊的顶板动态。 其次，基本顶（工作面上方较厚的稳定岩层）在充填开采中表现为缓慢下沉并发生弯曲变形，而非快速断裂。这表明填充材料有助于减小上覆岩层的整体移动范围，从而降低了对支架的瞬间冲击负荷。这种缓慢下沉的方式有利于维持支架的稳定性，也有利于保持良好的充填效果，减少覆岩破坏的高度，进一步控制地表变形。 为了量化这种关系，研究人员建立了顶板载荷的估算方法，这是确保支架设计合理性和采矿安全的关键。通过实际充填开采案例的验证，这些估算公式能有效预测和控制顶板载荷，帮助优化支架设计，提高工作面的安全性和效率。 固体充填开采中的支架与围岩关系研究对于理解岩层动态响应、优化开采工艺和保护矿山环境具有重要意义。通过深入研究这一领域，可以进一步提高煤炭开采的可持续性和安全性，减少对生态环境的影响。同时，这些研究成果也为其他类型的地下开采提供了理论参考和实践指导，推动了采矿科技的进步。