煤炭科学技术

作者：孙运江, 徐丞谊, 左建平, 李蒙蒙, 史月, 周钰博,

关键词：岩层连续移动, 充填体压缩带, 连续弯曲下沉带, 关键层承载带, 生态保护稳定带, 非均布载荷, 关键层, 充填体压缩特性,

为了通过采空区充填控制顶板岩层连续弯曲移动，实现保护矿区生态，提出了充填开采覆岩移动“四带”划分：充填体压缩带、连续弯曲下沉带、关键层承载带和生态保护稳定带。试验研究了不同配比（2:1、3:1、4:1、5:1、6:1）矸石和粉煤灰的压缩力学特性，得出充填体的“应力-应变”关系近似呈抛物线关系。充填体压缩初期（0～2 MPa）快速变形，压缩后期（>6 MPa），变形量增长较缓慢，可知充填体初期捣实对岩层变形控制起重要作用。当矸石和粉煤灰配比为4∶1时，充填体抗压变形性能最好。分析了工作面后方应力降低和近似线性恢复的关键层承载保护机制。基于充填体压缩特性和工作面后方应力非均匀分布，建立了非均布载荷作用下充填顶板岩层连续弯曲力学模型，得出了充填开采顶板岩层连续弯曲变形的力学条件，实现对充填开采顶板连续弯曲移动的准确判定。数值模拟分析了不同充填率时上覆岩层移动规律，得知当充填率大于90%时，顶板岩层近似发生连续变形移动，且直接顶和地表最大下沉量的模拟结果与理论预测非常接近。

来源：2020年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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