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《中国矿业大学》 2008年
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矸石充填开采沉陷控制基础问题研究

查剑锋  
【摘要】: 矸石充填开采是一种集“减沉”与“减排”为一体的新型环境相容开采技术措施,也是绿色开采技术体系的核心内容之一。本文针对矸石充填开采中的矸石压缩性能、研究方法、沉陷控制机理及效果、充填模式等相关问题进行了研究。 开展了矸石现场筛分试验工作,获取了原生矸石粒径分布规律,并采用分形和数理统计方法确定了矸石筛分试验过程中的必要筛分量。在分析矸石压缩试验可靠性以及压缩性能与粒径分布关系基础上,提出了原生矸石压缩性能测试方法,开展了原生矸石的压缩性能测试工作;并采用连续级配、均匀配方设计方法以抗压缩性能为评价准则对矸石级配进行优化。在此基础上,结合岩层移动相似准则,推导了矸石充填静动态相似模拟准则,提出了采用海绵、泡沫塑料等材料混合充填以模拟不同压缩性能矸石的相似材料配置方法;同时分析了矸石非线性变形特征、数值模型参数对地表沉陷、覆岩破坏高度的影响度。以此为基础,采用相似材料模拟、数值模拟方法对矸石充填岩层移动规律、沉陷控制机理进行了研究,并结合理论分析进一步对沉陷控制影响因素、减沉(缓沉)、覆岩破坏高度的影响机理及控制幅度进行了界定,提出了矸石充填地表沉陷预计的等效采厚计算模型。分析了矿区矸石产量与充填量之间的关系;以弹性地基梁理论为基础,建立了矸石条带充填的关键层变形力学模型。采用数值模拟和理论分析方法对关键层、充填体和煤柱之间的协同作用关系进行了研究探讨,提出了煤柱、充填体承载特性的计算方法。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TD325

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴金刚;王公忠;郭志磊;杜学胜;;矸石膏体充填实验指标确定[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2013年08期
2 赵忠义;杜朝阳;;《矿山AutoCAD》课程教改探讨——以六盘水师范学院为例[J];才智;2014年22期
3 何保;张莹;李晓丹;;煤矸石主要污染组分溶出实验研究[J];硅酸盐通报;2014年09期
4 朱建明;马中文;徐金海;吴吉南;;小煤窑采空区充填材料及复采技术研究[J];金属矿山;2012年03期
5 钱志;徐斗斗;郭广礼;查剑锋;;原生矸石连续级配压缩实验研究[J];煤炭工程;2012年06期
6 王启春;郭广礼;查剑锋;肖勇;;厚松散层下矸石充填开采地表移动规律研究[J];煤炭科学技术;2013年02期
7 王磊;张鲜妮;郭广礼;查剑锋;;综合机械化固体充填质量控制的体系框架[J];煤炭学报;2013年09期
8 王磊;张鲜妮;郭广礼;查剑锋;;基于结构关键层的固体密实充填采煤岩层移动模型[J];煤矿安全;2014年03期
9 魏小东;;村庄下压煤非连续刀柱式矸石充填开采数值模拟分析[J];华北科技学院学报;2014年05期
10 徐俊明;张吉雄;周楠;张强;;综合机械化固体充填采煤等价采高影响因素研究[J];中国煤炭;2011年03期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 姜利国;煤矸石山中多组分溶质释放—迁移规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
2 王磊;固体密实充填开采岩层移动机理及变形预测研究[D];中国矿业大学;2012年
3 张立亚;超高水材料充填开采设计方法及地表移动控制分析[D];中国矿业大学;2012年
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6 李剑;含水层下矸石充填采煤覆岩导水裂隙演化机理及控制研究[D];中国矿业大学;2013年
7 冷海龙;矿地一体化征迁信息平台关键技术研究[D];中国矿业大学;2013年
8 孙琦;膏体充填开采胶结体的强度和蠕变特性研究及应用[D];辽宁工程技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 朱永鹏;不同围岩条件下沿空留巷技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 李辉;巷采充填矸石压缩特性研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
3 龚志强;充填碎矸体力学特性及工业广场煤柱置换巷采研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
4 孟令君;西马矿下保护层最小可采层间距的分析研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
5 赵松;彩屯煤矿工业广场保护煤柱充填开采控制覆岩沉降研究[D];辽宁工程技术大学;2013年
6 付俊;金属矿山急倾斜薄矿体开采岩层移动及地表影响研究[D];长沙矿山研究院;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 陈俊杰;邹友峰;郭增长;;似椭圆法留设保护煤柱及精度分析[J];河南理工大学学报(自然科学版);2006年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘鹏亮;邢东矿充填巷式开采数值模拟与现场实测研究[D];煤炭科学研究总院;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴怀忠;王汝恒;刘汉峰;郭文;初文荣;;围压和固结应力比对砂卵石土动力特性的影响[J];四川建筑科学研究;2006年05期
2 张誉;孙方;贾彬;王汝恒;;砂卵石土在动荷载作用下的动弹性模量研究[J];四川建筑科学研究;2008年06期
3 张德万;肖峻峰;卢平;;近距离高瓦斯煤层群首采工作面顶板裂隙发育规律研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2012年01期
4 吴义国;;橡胶粉改性沥青混合料低温性能影响因素敏感性分析[J];安徽建筑;2010年03期
5 陈久月,余承安,陈海鹰,王红涛;小麦品种(系)的灰色关联度分析与综合评价[J];安徽农学通报;2004年05期
6 朱卫生,程守忠;宿9604小麦新品种生态适应性综合分析[J];安徽农业科学;2000年06期
7 孙红忠,高振魁;安徽省农民人均纯收入动态变化的灰色分析[J];安徽农业科学;2000年06期
8 孙宪印,吴科,钱兆国,丛新军,沙英,邢丽云;灰色关联度在多穗型小麦高产育种上的应用[J];安徽农业科学;2001年03期
9 刘凤洲,郭凌云,王秋玲,刘艳,张桂花,谷传彦,马效红,庄洪锋;灰色局势决策方法综合评价小麦新品种[J];安徽农业科学;2002年02期
10 赵淑贞,卢金宝,程海卫,莫军;海岛棉目标性状和品种间灰色关联度分析[J];安徽农业科学;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杜宝同;邵朋;;复杂采动影响下巷道围岩变形规律研究[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
2 孙凤余;郑伟;郭新华;;概率积分法在矿山环境地表移动预测评估中的应用[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
3 郭新华;;矿山常见地质灾害分析[A];河南地球科学通报2010年卷(下册)[C];2010年
4 王玉标;李永斌;;倾斜煤层按不同开采顺序开采对路基的影响分析[A];中国公路学会高速公路运营管理分会2011年度年会暨第十八次全国高速公路运营管理工作研讨会论文集[C];2011年
5 卜志燕;孟凡祥;;铁路桥下采煤移动变形规律研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 王孝红;吴姝芹;申涛;范勇;;灰色预测控制及在篦冷机系统中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 崔凯;曹卫华;吴敏;王春生;;面向综合生产目标的铅锌烧结过程智能建模与优化方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 李树刚;林海飞;成连华;;基于采动裂隙椭抛带的煤与瓦斯共采机理[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
9 王彦利;;榆神矿区煤矿突水及防治[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
10 王双明;范立民;马雄德;;生态脆弱区煤炭开发与生态水位保护[A];2010全国采矿科学技术高峰论坛论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾瑞生;矿山开采沉陷三维建模与可视化方法研究[D];山东科技大学;2010年
2 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 郭保华;循环加载下岩石裂隙变形与渗流的试验研究[D];河南理工大学;2010年
4 曾和平;金沙江支流龙川江流域河流输沙特征及其对气候和地表覆被变化的响应[D];昆明理工大学;2009年
5 张庆文;云南省金属产业循环经济发展模式研究[D];昆明理工大学;2010年
6 任高峰;露井联合开采作用边坡损害机理及控制研究[D];武汉理工大学;2010年
7 陶高梁;岩土多孔介质孔隙结构的分形研究及其应用[D];武汉理工大学;2010年
8 罗晓清;多传感器图像融合理论及其应用研究[D];江南大学;2010年
9 朱崇辉;筑坝土料的水利工程性质研究[D];西北农林科技大学;2010年
10 闫大鹏;基于D-InSAR技术监测云驾岭煤矿区开采沉陷的应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝春晖;先进制造系统项目风险评价研究[D];安徽工程大学;2010年
2 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
3 贾晓亮;基于FLAC~(3D)的断层数值模拟及其应用[D];河南理工大学;2010年
4 苏发强;新义煤矿三软煤层巷道围岩稳定与支护技术研究[D];河南理工大学;2010年
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7 呼庆华;近井筒开采引起覆岩移动变形破坏规律及其治理技术研究[D];河南理工大学;2010年
8 王飞;基于MAPGIS的开采沉陷预计分析系统[D];河南理工大学;2010年
9 陈轶;浅埋深弱粘结薄基岩采面覆岩层移动规律及支架阻力研究[D];河南理工大学;2010年
10 唐杰兵;平煤十一矿软岩破坏巷道修复治理研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张继伟;马忠元;罗建峰;温克珩;任建喜;;公路下采煤引起的路基变形规律有限元模拟[J];地下空间与工程学报;2007年S1期
2 刘元海;刘宝田;常晓宇;;煤矿开采沉陷区综合整治与生态恢复的研究[J];环境科学与管理;2007年07期
3 赵真;;矿区的城乡一体化发展研究——以乌海为例[J];北方经济;2011年12期
4 谢宏全,张光灿;煤矸石山对生态环境的影响及治理对策[J];北京工业职业技术学院学报;2002年03期
5 彭小沾,崔希民,臧永强,王英,袁德宝;时间函数与地表动态移动变形规律[J];北京科技大学学报;2004年04期
6 韩放;谢芳;王金安;;露天转地下开采岩体稳定性三维数值模拟[J];北京科技大学学报;2006年06期
7 宋卫东;杜建华;杨幸才;Dwayne D Tannant;;深凹露天转地下开采高陡边坡变形与破坏规律[J];北京科技大学学报;2010年02期
8 宋存义,周土平,陈德平;高铝型高水充填材料热力学分析[J];北京科技大学学报;1996年04期
9 周大杰,董文娟,孙丽英,石缎花,齐晔;流域水资源管理中的生态补偿问题研究[J];北京师范大学学报(社会科学版);2005年04期
10 许连坡,刘以钢,李金华;散体滑落与堆积规律的实验研究[J];爆炸与冲击;1993年01期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 马占国;李玉寿;朱发浩;赵国贞;;巷采矸石充填围岩稳定性的试验研究[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
2 张立新;赵克寒;;浅谈矿山充填采矿法的应用与发展[A];第十六届六省矿山学术交流会论文集[C];2009年
3 张华兴;;减少采动损害的工程技术[A];中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C];2004年
4 张华兴;徐乃忠;胡炳南;康永华;王明立;刘鸿泉;赵有星;张刚艳;孙洪星;梁京华;王建学;许延春;宋孝平;陈千;谭永强;陈佩佩;刘治国;;矿区采动减沉技术[A];2003年度中国煤炭工业协会科学技术奖获奖项目汇编[C];2004年
5 成枢;崔冬梅;;建筑物下采煤研究现状及展望[A];第七届全国矿山测量学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王洪武;多相复合膏体充填料配比与输送参数优化[D];中南大学;2010年
2 李栋伟;深部冻结黏土蠕变损伤耦合本构模型及应用研究[D];安徽理工大学;2011年
3 苏仲杰;采动覆岩离层变形机理研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
4 刘书贤;急倾斜多煤层开采地表移动规律模拟研究[D];煤炭科学研究总院;2005年
5 李晋平;综放沿空留巷技术及其在潞安矿区的应用[D];煤炭科学研究总院;2005年
6 王国平;辽宁阜新煤矸石资源化研究[D];成都理工大学;2005年
7 樊金拴;中国北方煤矸石堆积地生态环境特征与植被建设研究[D];北京林业大学;2006年
8 许丽;阜新矿区煤矸石山生境演变特征及其评价研究[D];北京林业大学;2006年
9 董倩;重庆地区矸石山堆积形态及稳定性分析研究[D];重庆大学;2006年
10 肖利萍;煤矸石淋溶液对地下水系统污染规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 段联;北京市农村集体土地征收信息系统构建与应用[D];华中农业大学;2010年
2 史彩霞;开采沉陷动态预计理论及其参数研究[D];河南理工大学;2010年
3 汪国华;近距离上保护层开采卸压范围及临界层间距研究[D];河南理工大学;2010年
4 王亚男;油页岩巷道围岩变形规律的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 李明;钱家营矿上行安全开采技术研究与应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 郑婧;晋华宫矿刀柱式残采区上行开采层间岩层移动变形研究[D];太原理工大学;2011年
7 仲丛明;垮落法残采区上行开采层间岩层移动变形规律数值模拟研究[D];太原理工大学;2011年
8 宋赪;公路建设项目征迁再安置及影响评价方法的研究[D];长安大学;2001年
9 陈澎;UML在GIS软件设计及建模中的应用研究[D];太原理工大学;2002年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 巨峰;周楠;张强;;煤矿固体充填物料垂直投放系统研究与应用[J];煤炭科学技术;2012年11期
2 张建公;张步勤;;年产百万吨工作面高效充填综采技术[J];煤炭科学技术;2013年07期
3 梁和平;;充填开采与井下原煤分选一体化技术[J];煤炭科学技术;2013年08期
4 王磊;张鲜妮;郭广礼;查剑锋;;综合机械化固体充填质量控制的体系框架[J];煤炭学报;2013年09期
5 王曦;严家平;喻怀君;董祥林;陈孝杨;王长垒;;矿区充填复垦地煤矸石层水分竖直上移特征试验研究[J];煤炭工程;2013年11期
6 刘含文;;固体充填采煤工作面防灭火技术[J];煤炭科学技术;2013年12期
7 张强;张吉雄;巨峰;李猛;耿佃凯;;固体充填采煤充实率设计与控制理论研究[J];煤炭学报;2014年01期
8 郑娟荣;赵振波;吕杉杉;;超塑化剂对微细粒料浆流动性的影响[J];金属矿山;2014年01期
9 白国良;;膏体充填综采工作面地表沉陷规律研究[J];煤炭科学技术;2014年01期
10 王磊;张鲜妮;郭广礼;查剑锋;;基于结构关键层的固体密实充填采煤岩层移动模型[J];煤矿安全;2014年03期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王辉;煤炭开采的生态补偿机制研究[D];中国矿业大学;2012年
2 黄艳利;固体密实充填采煤的矿压控制理论与应用研究[D];中国矿业大学;2012年
3 杨绿刚;深部大采高充填开采沿空留巷矿压规律及协同控制研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
4 李剑;含水层下矸石充填采煤覆岩导水裂隙演化机理及控制研究[D];中国矿业大学;2013年
5 丁玉龙;煤矿开采沉陷对四合木的影响与保护对策研究[D];中国矿业大学;2013年
6 郭俊廷;建(构)筑物下“采—充—留”耦合开采理论研究[D];中国矿业大学(北京);2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈楠;煤矸石山内化学组分溶解—释放—迁移规律的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
2 郭军;重庆市耕地使用权流转价格形成机理研究[D];重庆工商大学;2013年
3 梁彭;开采沉陷复垦绿化区GIS生态风险评价及EES系统分析[D];北京林业大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 杨立强,张中杰,林舸,王岳军;FLAC基本原理及其在地学中的应用[J];地学前缘;2003年01期
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7 郭永彩,谢利利,何振江,杨冠玲,陈卫;基于分维计算的颗粒粒度分析方法[J];重庆大学学报(自然科学版);1998年01期
8 赵德深,范学理,刘文生,王世平;地质采矿因素对离层分布规律的影响分析[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1998年01期
9 麻凤海;离层充填减缓地表下沉效果评价的神经网络模型[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1998年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 刘安琪;郑立永;;矸石井下充填开采技术的机遇和挑战[A];煤炭科学与技术研究论文集[C];2010年
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10 高荣久;李树志;何浩;;矸石充填采煤沉陷区复垦建筑用地研究进展[A];全国“三下”采煤学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 汪炳青;煤矸石充填置换技术环保显效[N];中国化工报;2009年
2 记者 王民;金牛公司首创矸石充填技术[N];经济参考报;2009年
3 通讯员 李良 刁琳波 记者 韩广臣;矸石充填技术输出兄弟矿[N];中国煤炭报;2008年
4 陈涛 郭春秀;翟镇矿立业公司 矸石充填有了“捣实装置”[N];中国矿业报;2009年
5 江记文;济三矿实现井下矸石充填[N];济宁日报;2007年
6 本报通讯员 张国文;矸石充填开采再造“新矿”[N];安徽日报;2009年
7 程占国 周书振;云驾岭矿创新矸石充填技术[N];地质勘查导报;2009年
8 亓立东 何冰;翟镇矿矸石充填国际领先[N];中国煤炭报;2006年
9 张国文;矸石充填矿井延寿[N];中国煤炭报;2009年
10 朱兴中;淄矿集团:矸石置换突显效益[N];中国煤炭报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张吉雄;矸石直接充填综采岩层移动控制及其应用研究[D];中国矿业大学;2008年
2 查剑锋;矸石充填开采沉陷控制基础问题研究[D];中国矿业大学;2008年
3 于健浩;急倾斜煤层充填开采方法及其围岩移动机理研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
4 李永明;水体下急倾斜煤层充填开采覆岩稳定性及合理防水煤柱研究[D];中国矿业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李勤;西马矿1327工作面矸石充填开采可行性研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
2 李树兴;唐山矿建筑物下综采工作面矸石充填系统开发设计研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
3 胡华斌;矸石充填开采条件下地表变形监测及效果评价方法研究[D];太原理工大学;2013年
4 王宜泰;背向前进式矸石充填采煤方法及相关规律研究[D];山东科技大学;2010年
5 高晓云;淮南矿区煤矸石充填对土地复垦的影响研究[D];安徽理工大学;2013年
6 宋志江;矸石充填液压支架的研究[D];河北工程大学;2013年
7 马文菁;矸石充填开采条件下岩层与地表移动变形规律研究[D];太原理工大学;2013年
8 杨宏敏;掘巷充填回收部分条带煤柱的关键技术研究[D];中国矿业大学;2008年
9 高峰;煤矿区井下矸石回填与安全开采技术研究[D];山东科技大学;2010年
10 曹志强;充填综采面防止突水溃砂机理研究[D];安徽建筑大学;2013年
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