条带煤柱膏体充填开采覆岩运动物理模拟试验研究

李杨杨¹，陈海瑞²，郑勇³，江宁¹

1. 山东科技大学矿山灾害预防控制教育部重点实验室2. 淄博矿业集团有限责任公司岱庄煤矿3. 济宁能源发展集团有限公司阳城煤矿

摘 要：通过对膏体充填材料性能的研究,优化了膏体充填相似材料的配比,研制了实验室充填设备。以岱庄煤矿膏体充填开采为背景,考虑充填体强度变化过程,运用相似材料实验,研究了充填工作面覆岩的运动规律与充填体受压变形的过程。结果表明:矸石膏体充填开采充填体率为95%时,垮落法开采的直接顶R1、R2转换成基本顶,在推进方向上保持力的传递,并且R1、R2岩层运动具有一定的规律性;充填开采初期,上覆岩层是由煤柱和工作面煤壁支撑,R1、R2岩层初次断裂后,形成"煤柱—充填体—煤壁"共同支护顶板的结构,该结构体系可有效控制开采沉陷。模拟研究结果与现场实测相吻合。

关键词：膏体充填开采;动态模拟;充填率;条带煤柱;覆岩运动;