榆林神府矿区采空区膏体充填技术实验研究

发布时间：2020-11-21 02:58

　　 陕西榆林神府矿区煤炭资源丰富,在榆林榆阳地区,3号煤层质优层厚,2008年以前本地区中小型煤矿多采用房柱式开采方式进行开采,经过多年的开采,井下采空区面积逐年增大,由于房柱式开采回采率仅为40%～50%,煤炭资源浪费严重,随着采煤工艺化提升以及国家煤炭“绿色开采”理念的提出,条带式开采逐步在榆阳地区推广开来,条带式开采虽然符合当下绿色开采的理念,但其资源利用率依然没有显著的提升。因此,为了提高条带式采煤方法的回采率,本文基于目前榆阳地区永乐煤矿“采12m留8m”条带式开采技术上,对其3231工作面展开分析研究,研究膏体充填技术回收留设8m煤柱的可行性;本文在前人的风积沙膏体浆液制备基础上加入了黄土进行研究,通过理论计算、室内膏体实验以及Flac~(3D)数值模拟分析等手段,针对其开采过程、膏体充填过程以及回收煤柱过程中煤岩体支撑体系、煤岩～膏体支撑体系以及膏体支撑体系的承载力的变化特性进行了深入的研究,取得的成果如下:(1)通过理论计算得出留设8m的条带煤柱其承受的应力介于5.62MPa～6.65MPa之间,通过理论反算得出所需要的膏体充填物抗压强度最小为5.44MPa。(2)在水泥:风积沙:粉煤灰:黄土的质量为2:4:2:1的配比下,77%质量百分比浓度所制成的ZJ12组膏体浆液的流动特性及后期强度均符合充填开采的要求。(3)通过Flac~(3D)模拟分析得出留设8m的条形煤柱承受的应力为5.77MPa,模拟结果与理论计算基本相符;在模拟利用ZJ12组配比制成的膏体进行置换煤柱后,模拟结果显示条带膏体所承受的应力为3.95MPa,其小于理论计算值5.44MPa,因此可推断运用ZJ12组配比制备的膏体在永乐煤矿进行煤柱置换是可行的。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：TD823.7
【部分图文】：

西安科技大学硕士学位论文62研究区概况2.1研究区基本情况2.1.1矿山简介（1）地理位置本次研究区域为榆林市永乐煤矿有限责任公司永乐煤矿，位于榆林城东北方向直距约14km处，行政区划隶属于榆林市榆阳区牛家梁镇管辖，由榆林市永乐煤矿有限责任公司开发建设，研究区西距牛家梁火车站约12km，距榆林火车站约15km。向北经神木至包头270km，向西经定边至银川440km，向南经延安市至西安580km，榆林~长乐堡公路从矿区西侧由南而北穿越而过，榆佳高速及榆麻公路从矿区南侧2km处经过，交通位置便利。（2）矿山概况永乐煤矿矿区面积为4.8589km2，开采矿种为煤，开采方式为条带式开采，生产规模0.6Mt/a，主采煤层为3、7、8号煤。自2008年矿区整合后，永乐煤矿的西北、北、东北方向分别与常乐堡井田、上河煤矿、上河井田相邻，西、南方向分别与三台界煤矿、韩界井田相接，东侧为3号煤层自燃火烧隐患区，未设置矿权，其相对地理位置如下图2-1所示。目前周边煤矿均已建成投产。图2-1周边矿权分布示意图

研究区域地层综合柱状图

矿井开采计划示意图
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本文编号：2892418