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作者
郭文兵 吴东涛 郭明杰 胡玉杭
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单位
河南理工大学能源科学与工程学院煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
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摘要
覆岩离层注浆离层位置精准识别及保护层厚度合理确定,对防治地表沉陷、保护地表建(构)筑物具有重要意义。为了实现覆岩多层位离层精准注浆减沉,基于组合梁理论改进了离层位置判别方法,确定了覆岩多层位离层注浆充填位置;通过弹性薄板理论,建立了覆岩离层注浆保护层采动岩体结构力学模型;构建了覆岩多层位离层注浆充填空间的等效模型,并根据注浆空间上位岩层和下位岩层破断规律,给出了充填空间的最小和最大总体积量;采用概率积分法并结合地表实际监测结果,评价了“三软”厚煤层覆岩多层位离层注浆效果,并对郑州矿区裴沟煤矿22151工作面开展了实例分析。结果表明:钻孔窥视验证了多层位离层注浆位置的准确性,在距煤层152.6m中粒砂岩底部和距煤层168.6m处细粒砂岩下方之间成功实施覆岩多层位离层注浆;工作面在开采厚度为7.1m时,保护层厚度为25.2m能够实现覆岩离层注浆工作的安全实施;理论计算注浆量约为9.5×104~14.7×104t,实际工程注浆量约为13.3×104t,注采比约为0.41;采用覆岩多层位离层注浆开采后,地表最大下沉值为649.8mm,大部分民房处地表最大水平变形值处于Ⅰ级损害程度内;覆岩多层位离层注浆开采地表沉陷控制效果显著,减沉率约77.91%。研究成果丰富了覆岩离层注浆理论体系,可为“三软”厚煤层综放开采覆岩离层注浆减沉设计提供技术支持。
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关键词
“三软”厚煤层软硬交互覆岩覆岩离层多层位注浆保护层沉陷控制
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文章目录
0 引 言
1 覆岩多层位离层注浆
1.1 研究共识
1.2 覆岩多层位离层注浆层位识别
1.3 覆岩多层位离层注浆技术
1.4 覆岩多层位离层注浆等效模型
2 覆岩离层注浆开采保护层变形力学分析
2.1 保护层岩层挠度力学模型
2.2 保护层失稳判据
3 多层位离层充填空间体积计算
4 工程案例分析
4.1 地质条件
4.2 工作面覆岩离层注浆采煤可行性预测
4.3工作面覆岩离层注浆量预计
4.4 多层位离层注浆地表沉降控制效果
5 结 论
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引用格式
郭文兵,吴东涛,郭明杰,等.“三软”厚煤层开采覆岩多层位离层注浆减沉技术及应用[J/OL].煤炭科学技术,1-12[2024-07-17].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.td.20240715.1210.004.html.
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