不同充实率下的采动覆岩沉降规律

煤炭在中国的重要性不言而喻,但是煤炭开采会对覆岩形成破坏,造成覆岩沉降。因此,采用数值模拟方法对担水沟煤矿在不同充实率下的覆岩沉降进行分析。结果显示:采空区覆岩应力峰值与采空区充实率呈反比关系,采空区充实率越高覆岩应力峰值越小,采空区充实率越低覆岩应力峰值越大;受采空区充实率的影响,不同充实率下采空区上方覆岩沉降是不同的,充实率越高覆岩沉降越小,充实率越低覆岩沉降越大;在工作面向前推进至80 m时,由于受开采充填影响,下沉的覆岩逐步得到压实,起到了对上方覆岩的支撑作用,因此沉降不再继续增大,而是随着工作面的推进覆岩下沉量减小,直至趋于初期开采阶段。

充填开采临界充实率理论研究与工程实践

充实率的良好控制是充填采煤技术成功实现岩层移动及地表沉陷精准控制的关键,基于充填采煤岩层移动及控制特征,给出了临界充实率的定义,具体包括关键层破坏临界充实率、关键层弯曲下沉临界充实率、基本顶弯曲下沉临界充实率、整体弯曲下沉临界充实率等。以有周期来压的顶板类型为例,建立了不同上覆岩层逐层破断的临界充实率求解力学模型,分析了覆岩逐层破断与其对应岩层抗拉强度的关系,求解了4层覆岩逐层破断的临界充实率。翟镇矿工程实践表明:7203W固体充填工作面覆岩整体弯曲下沉临界充实率计算值为92.0%,实际控制值为92.5%,上覆所有岩层均被控制在整体弯曲下沉的临界状态,实测与理论计算吻合。可为定性定量研究不同覆岩结构下实施固体充填采煤技术的工程设计提供参考。

固体充填采煤充实率设计与控制理论研究

根据固体充填采煤密实充填体的不同充实率决定不同岩层移动控制效果及"等价采高"预计地表沉陷的原理,提出固体充填充实率设计的理论依据,定性分析影响充实率的主控因素,并分别基于等价采高、关键充填设备、工作面推进方向、固体充填材料力学特性、地质条件以及充填工艺实施等7个主控因素对充实率的不同影响机理进行理论分析,明确充实率设计的基本原理,建立不同覆岩条件及压煤类型条件下固体充填采煤充实率设计流程与方法,并提出充实率控制的基本原理及6项控制措施;结合济三矿固体充填采煤工程案例,对充实率的设计及控制理论进行了应用,充实率控制指标理论设计为88%,现场实测为90.3%。理论分析与实践表明,充填设备与地质条件对充实率的影响程度最显著,充实率的精确设计与良好控制是保证充填采煤技术成功实现岩层移动及地表沉陷控制的关键。

东北三省水稻籽粒充实率及其与产量和品质的关系研究

以2005年辽宁、吉林、黑龙江3省水稻区域试验品种(品系)为材料,在栽培管理水平高、有代表性的沈阳、公主岭、五常区试点,研究了东北不同地区水稻籽粒充实率的差异,充实率与产量、穗部性状、品质、淀粉RVA谱特征值的关系。结果表明3省籽粒充实率以黑龙江最高,辽宁和吉林差异不显著;饱谷千粒重是吉林>黑龙江>辽宁,相互差异显著;受精粒千粒重是吉林和黑龙江极显著高于辽宁,吉林与黑龙江差异不显著;饱粒率和结实率是辽宁、黑龙江>吉林;充实率与产量正相关不显著,与着粒密度、二次枝梗数、二次枝梗粒数和二次粒率显著或极显著负相关,与穗型指数、一次枝梗结实率和二次枝梗结实率显著或极显著正相关;与碾磨品质和外观品质关系密切,对其有正面影响。RVA谱特征是黑龙江峰值粘度、热浆粘度、冷胶粘度、回复值、消减值和起浆温度最大,辽宁崩解值最大,吉林峰值粘度时间最大,并且充实率与RVA谱特征值关系密切。

亚种间杂交稻籽粒充实率表现及其配合力

以５个典型的粳型广亲和材料和５个典型籼稻品种为亲本，按ｐ×ｑ模式配组出２５个亚种间杂交组合，分析亚种间杂交稻籽粒充实率和受精率，结果表明：（１）亚种间杂交稻不同基因型籽粒充实率和受精率间不存在显著相关，是２个独立表现的性状。（２）籽粒充实不良的表现具有全穗性，但籽粒充实率在不同粒位间存在一定的差异，上位＞中位＞下位。（３）供试各父母本的籽粒充实率的一般配合力效应具有显著差异，各供试组合的特殊配合力效应亦达显著水平。在亚种间杂交稻的籽粒充实率的遗传中，加性效应和非加性效应相互独立，共同决定其性状表现。试验证明通过遗传改良提高亚种间杂交稻的籽粒充实率是完全可能的，选配得当可得到籽粒充实率和受精率俱高的优良亚杂组合。

堤坝下矸石充填采煤充实率设计

为达到节约矸石充填量和确保堤坝安全的双重目的,需对矸石充填采煤充实率进行合理的设计,首先通过理论分析确定矸石充填采煤充实率的影响因子及各因子的影响情况;然后以济宁三号煤矿南阳湖堤下矸石充填采煤为实例,根据南阳湖堤的特点以及采煤规范确定设防标准,通过全部垮落法沉陷预计确定矸石充填量以及充填范围,由此动态确定该湖堤下矸石充填采煤充实率。结果表明:当工作面推进到距湖堤340 m时,采空区充实率需达到15.8%,随着工作面接近湖堤,采空区充实率应逐渐提高,当工作面推进到距湖堤60 m时,采空区充实率需达到91.8%;最后根据等价采高沉陷预计地表变形,该设计充实率不但能保护地表湖堤的安全,同时还节约了矸石充填材料。

亚优2号结实率与谷粒充实率的研究

籼粳杂交种亚优２号穗大粒多，增产潜力大，但结实率和谷粒充实率低，变异系数大；与汕优６３相比，抽穗期去掉５０％叶面积后，亚优２号的结实率和谷粒充实率下降较多，齐穗期去掉５０％颖花，亚优２号的结实率和谷粒充实率则增加较多；亚优２号的开花受精易受生态条件的影响；抽穗至成熟期水分胁迫对亚优２号的结实率和谷粒充实率影响较大，对汕优６３的影响相对较小；在抽穗期施用粒肥或６－苄基腺嘌呤能提高亚优２号的结实率和谷粒充实率。

不同充实率下固体充填开采覆岩移动与地表下沉分析研究

在固体充填开采技术中,充实率对覆岩移动与地表下沉具有重要影响。文章以河南平顶山十二矿CT101工作面为例,采用FLAC软件建立固体充填开采数值计算模型,研究不同的充实率条件下覆岩移动与地表下沉的规律,研究表明:随着充实率的增大,覆岩关键层和地表最大下沉量呈现逐步降低趋势;当充实率小于75%时,下沉曲线在工作面边界附近位置处变化幅度最为显著,在下沉曲线中部位置处出现平底形状;当充实率大于75%时,下沉曲线整体呈现连续平缓的对称下沉形态。CT101工作面的现场实测表明,当充实率达到85%时,地表最大下沉量约为180mm,与下沉预计值200mm较为接近,预测结果偏于安全,可以为工程实践提供相关参考。

基于充实率控制的导水裂隙带发育高度研究

为了研究固体充填采煤充实率对导水裂隙带高度的控制作用,分析了固体充填采煤覆岩移动变形特征,借助等价采高理论套用经验公式对固体充填采煤不同充实率条件下导水裂隙带高度进行预计。运用数值模拟软件UDEC对不同充实率条件下导水裂隙带高度进行模拟,建立了固体充填采煤导水裂隙带高度预计的新方法,其结果与经验公式预计的结果相吻合。工业性试验表明:当煤层采高为3.5m、采空区充实率为85%时,导水裂隙带发育高度在10m左右,实测与预计结果基本一致。

含水层下矸石充实率控制导水裂隙带高度发育研究

根据含水层下矸石充填采煤覆岩移动变形特征,对等价采高的计算公式进行了细化和修正,并利用此修正的公式对不同充实率的情况下进行预计导水裂隙带高度,实践开采得出结论:含水层下矸石充填对覆岩移动变形产生有效控制,导水裂隙带预计高度和实测结果二者大体一致。

煤矿采空区充实率控制导向的胶结充填体强度需求

胶结充填是一种在煤矿获得广泛应用的绿色开采技术,然而煤矿胶结充填体的强度需求却缺乏成套的科学设计方法。为此,围绕煤矿采空区充实率控制导向的胶结充填体强度需求这一主题,通过实验室试验和理论分析等方法,实测得出胶结充填体单轴抗压强度(UCS)与侧限条件下压缩率之间的关系,阐明了煤矿充填开采采空区充实率的科学内涵,分析了采空区充填体的承载机制,建立了胶结充填采空区充实率表征模型,揭示了胶结充填体强度对充实率的影响作用机制,研究了多场景胶结充填目标充实率计算原理,形成了煤矿采空区充实率控制导向的胶结充填体强度需求动态设计方法。研究表明:(1)侧限压缩试验中,特定垂直应力对应的胶结充填体压缩率与充填体UCS呈单调负相关,二者关系可利用上下边界Allometrical函数表征,且压缩率对UCS的敏感性随充填体强度增加而减小,即充填体强度达到一定程度后再提升强度对其压缩率的影响很小;(2)得出了充填体所受垂直应力、压缩率和充填体UCS三者的耦合关系,形成不同开采深度条件下胶结充填体UCS和压缩率的数学表征方法,建立了胶结充填充实率数学表征模型;(3)将充实率表征模型应用于控制顶板下沉、导水裂隙和地表沉陷多种应用场景,形成了目标充实率控制导向的胶结充填体强度需求设计方法。将研究成果应用于开滦集团某矿胶结充填体强度需求设计,得出充填体平均强度需求为3.00 MPa,并基于充填开采区域内煤厚、埋深等采矿地质条件的变化和工作面巷道布置方案,给出了CT1201,CT1202和CT1203工作面充填体强度需求的动态分布。

下煤层充填开采充实率设计的数值模拟

多煤层开采时,下煤层充填开采效果会直接影响地表移动变形值。充实率越高,地表缓沉效果越明显,但其开采成本也越高。基于此矛盾点,利用FLAC3D数值模拟软件,系统地研究了某矿区下煤层不同充实率方案时地表移动变形值的变化规律。实验结果表明:1随着充实率的提高,地表移动变形值是呈负指数函数减小的,直至趋于某值后不再变化;2在充实率为80%时,地表最大下沉值为750 mm、最大倾斜变形值为1.5 mm/m、最大水平移动值为1.4 mm/m,均满足规程要求。不仅能保证地面建(构)筑物的安全,还能达到最优的经济效益。研究成果对于指导下煤层充填开采具有十分重要的理论和现实意义。

充填开采充实率对沿空留巷结构稳定影响研究

基于综合机械化固体密实充填采煤技术特征,采用力学分析和数值模拟方法研究了采空区充实率对沿空留巷围岩结构的影响关系。研究结果表明:沿空留巷围岩应力及变形随采空区密实度增加而减小。基于此,提出了"垒砌矸石墙+锚栓"沿空留巷支护方案,并在皖北五沟矿进行应用。实测表明,密实度达到85%时,巷道两帮变形量仅为120mm,可满足巷道正常使用。

运用充实率设计粗纺毛织物

纱线支数,织物密度是设计粗纺毛织物的两个重要的结构参数,它们对成品质量的影响很大。为准确起见,本文对《毛纺织染整手册》(以后简称“手册”)提供的方法,在合理用织物的经、纬向充实率上作了有益的补充。

充填工作面的矸石充实率及最大下沉值的预计分析

矸石充填开采的目的是为了能够有效减小地面最大下沉,通过充填开采,提高回采率,延长矿井服务年限,减少资源的损失。该文对矸石充填工作面的矸石充实率做预计分析,为煤矿安全生产做好数据保障。对于地表的移动和变形,通过矸石的充实率并结合定期的岩移观测数据,预计最大下沉值。

关键层位置经验公式对固体充填采煤充实率的影响

根据关键层到煤层距离大于7~10倍采高时的导水裂隙带发育仅位于关键层下的学说,采用数值模拟等方法对固体充填采煤充实率的问题进行了进一步的探讨。结果表明:当结合等价采高原理时,根据关键层的位置可以得到一个临界充实率,在达到此充实率的前提下,导水裂隙带将不会发育至关键层,关键层将保持结构的稳定性。在特定的条件下,充填采煤将允许有一定的欠接顶量,这将大大简化充填采煤的充填工艺,克服充填采煤采充工艺的不连续性,从而显著提高工作面的年产量。

对固体充填采煤充实率设计与控制理论研究

煤矿开采的主要工作内容是充填采煤,绿色开采是当今环境对采煤行业的客观要求。我们需要定性分析影响充实率的主控因素。但是由于等价采高、工作方向、矿区地质条件和实施充填工艺等主要因素影响[1],制约了固体充填采煤的发展。随着我国采煤行业的迅速发展,提升充填采煤装备自动化水平,提高充填采煤效率,建立充填采煤基础理论是煤矿充填采煤技术发展的必然趋势。

充填开采充实率控制原理及技术研究

为评估固体充填开采采空区充填效果,提出以充实率作为技术衡量指标,并分析了影响充实率的关键因素。研究表明,顶板的提前下沉量、欠接顶量和充填物料的压缩变形量是决定充实率的三大关键因素,并据此优化了充填设备的结构及性能参数、改进了充填工艺、建立了充实率监控体系。该成果成功应用于平煤十二矿充填采煤工作面,采空区的实际充实率达到89.4%,实测地表最大下沉量仅15 mm,保证了地表建筑物的安全使用。

上保护层开采下充实率控制裂隙发育规律及瓦斯抽采研究

针对深部矿井无常规保护层的高瓦斯低透气煤层的安全开采问题,提出“采-选-抽-充-防”集成型绿色开采技术。利用UDEC离散元软件,模拟分析了上保护层开采下充填控制裂隙瓦斯通道演化规律,结果表明:被保护层采动裂隙发育区近似呈“O”形圈分布,且“O”形圈裂隙分布范围随工作面推进逐渐前移,“O”形圈裂隙发育高度对被保护层瓦斯抽采起到了关键作用。基于保护层卸压开采的原则,提出上保护层开采下充实率优化设计流程,并确定平煤十二矿己15煤层充填开采充实率为40%。己15-31010工作面瓦斯抽采的工程实践表明,充实率为40%条件下被保护层瓦斯抽采效果良好,瓦斯压力下降高达80%,瓦斯抽采率高达66%,彻底消除了己15煤层煤与瓦斯突出危险。

基于固体充填材料压实特性的充实率设计研究

为了实现对固体充填采煤工作面充实率进行科学的设计,在分析充填材料影响充实率原理的基础上,采用充填材料压实特性试验,测试得到了5种充填材料的压实特性,并结合充填液压支架夯实机构对充填材料的夯实作用,提出了基于充填材料压实特性的充实率设计方法,进一步计算得到了关键因素对充实率的影响规律。现场工程应用表明:理论设计充实率为88.9%,与现场实测值基本吻合。