在建筑垃圾填埋煤矿开采中的"回填柱 - 直接屋顶"合作承载结构的故障分析
Xianjie Du1, Qipeng Huang2, Guorui Feng3
1College of Mining Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China; Shanxi Province Coal-based Resources Green and High-efficiency Development Engineering Center, Taiyuan 030024, China; Shanxi-Zheda Institute of Advanced Materials and Chemical Engineering, Taiyuan 030024, China; State Key Laboratory of Intelligent Construction and Healthy Operation and Maintenance of Deep Underground Engineering, Xuzhou 221116, China; Zhengzhou coal industry (Group) Co., Ltd, Zhengzhou 450007, China.
建筑填埋煤矿开采 (CBCM) 降低了成本,并利用了矿区空间. 这项研究分析了回填柱和屋顶的稳定性,发现了安全,高效的采矿操作的关键间距和面积比.
科学领域:
- 采矿工程 采矿工程 采矿工程
- 地质技术工程 地质技术工程
- 岩石机械学 岩石机械学
背景情况:
- 填埋采矿对于降低成本和利用地下煤矿的空间至关重要.
- 了解回填柱和直接屋顶的合作轴承结构对于矿山的稳定性至关重要.
- 现有的方法需要对经济可行性和安全性进行优化.
研究的目的:
- 引入建设性填埋煤矿 (CBCM) 作为一个具有成本效益的方法.
- 在CBCM中调查回填柱-立即屋顶系统的故障特性.
- 建立CBCM应用的理论指南.
主要方法:
- 开发一个机械模型,用于直接屋顶的断裂特性 (在弹性基础上的厚圆板).
- 数字模拟实验分析回填柱故障机制.
- 在新阳矿的案例研究分析.
主要成果:
- 对于破碎的立即屋顶 (20%的回填率,20.36MPa强度) 确定了2.58米的临界CBCM间距.
- 确定了直接屋顶的拉力断裂风险,当填充间隔超过3米时.
- 由于应力度,在回填柱中形成弹性核心的临界面比为0.8.
结论:
- CBCM提供了一种可行的方法来降低采矿费用并最大限度地利用地下空间.
- 该研究提供了安全和稳定的CBCM实施的关键参数.
- 这些发现支持在煤炭开采行业中更广泛地应用和推广CBCM.
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