CN103850709B - 地下开采中的结构式充填方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地下开采中的结构式充填方法，包括结构底部构件、顶部构件、端部构件以及内部构件，所述形成自平衡受力体系，承受由上下、两端、两侧六个方向的地下岩体压力。本发明所需要的材料少；可对施工过程实现有效控制，结构式充填体强度、承载力以及抗变形性能离散性小，可靠度高；可在煤炭开采过程中提供支护作用；可形成持久稳定的地下空间，实现对地下空间的后续利用。

Description

地下开采中的结构式充填方法
技术领域
本发明涉及地下开采中充填开采领域，具体为一种地下开采中的结构式充填方法。
背景技术
我国煤炭储量逐年减少，铁路、水体和建筑物压煤（又称“三下”压煤）日益严重，目前,全国“三下”压煤达137亿吨,全国国有重点煤矿村下压煤52.2亿吨。地下开采所引起的地表沉陷将对上部铁路交通、水体以及建筑物的影响，为避免或减小地下开采产生地表沉陷，目前主要有以下两种解决思路：采用局部开采法和充填开采。充填开采中对于现行煤矸石充填和膏体充填来讲，存在如下缺点：充填材料需求量大；充填体充填强度及效果离散性高，实施过程控制性较差；对地下空间的后期利用可能性几乎为零；工艺复杂,操作难度大,且干扰正常采煤工作；充填接顶性差,致使顶板下沉量增大,而且随深度的增大,顶板的管理和充填工作难度更大。
发明内容
本发明的目的是提供一种地下开采中的结构式充填方法，以解决充填材料需求量大；充填体充填强度及效果离散性高，实施过程控制性较差；对地下空间的后期利用可能性几乎为零；工艺复杂,操作难度大,且干扰正常采煤工作；充填接顶性差,致使顶板下沉量增大,而且随深度的增大,顶板的管理和充填工作难度更大的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种地下开采中的结构式充填方法，所述的自平衡受力系统包括结构底部构件、顶部构件、端部构件以及内部构件，自受力平衡体承受由上下、两端、两侧六个方向的地下岩体压力，结构底部构件主要承受底部岩体压力，结构顶部构件主要承受顶部岩体压力，结构端部构件主要承受端部岩体压力，结构内部构件能够传力、改善边界构件受力性能，在开采过程中充填结构体作为煤炭生产的支护结构，充填结构体按需求于间隔适当距离设置结构内部构件。
所述的充填体结构构件设置相应洞口及相关辅助设施，是根据煤炭开采生产以及后续地下空间利用需要而确定的。
所述的充填结构体结构形式、构件布置、构件形式以及构件截面尺寸等相关参数是根据工程地质条件确定，以满足岩体压力作用下受力要求、后续地下空间正常使用要求以及耐久性要求等。
所述的充填结构体在采煤掘进方向的前端构件可灵活设置，根据前端煤层开采计划作临时封闭处理，需要二次开采后再继续向前开采并相应延伸充填结构体。
本发明的有益效果是：本发明所需要的材料少；可对施工过程实现有效控制，结构式充填体强度、承载力以及抗变形性能离散性小，可靠度高；可在煤炭开采过程中提供支护作用；可形成持久稳定的地下空间，实现对地下空间的后续利用。
附图说明
图1为本发明的矸石充填开采示意图；
图2为本发明的膏体充填示意图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明的侧面视；
图5为本发明的端面视图。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明是一种地下开采中的结构式充填方法，结构底部构件、顶部构件、端部构件以及内部构件形成自平衡受力体系，承受由上下、两端、两侧六个方向的地下岩体压力，结构底部构件主要承受底部岩体压力，结构顶部构件主要承受顶部岩体压力，结构端部构件主要承受端部岩体压力，结构内部构件主要起到传力、改善边界构件受力性能的作用。在开采过程中充填结构体将作为煤炭生产的支护结构。充填结构体按需求于间隔适当距离设置结构内部构件。根据煤炭开采生产以及后续地下空间利用需要，在充填体结构构件设置相应洞口及相关辅助设施。根据工程地质条件确定充填结构体结构形式、构件布置、构件形式以及构件截面尺寸等相关参数，以满足岩体压力作用下受力要求、后续地下空间正常使用要求以及耐久性要求等。所述的充填结构体在采煤掘进方向的前端构件可灵活设置，根据前端煤层开采计划作临时封闭处理，需要二次开采后再继续向前开采并相应延伸充填结构体。

Claims (1)

1.一种地下开采中的结构式充填方法，其特征在于：在开采过程中以充填结构体作为煤炭生产的支护结构，充填结构体包括自平衡受力体系，自平衡受力体系包括结构底部构件、顶部构件、端部构件以及内部构件，自平衡受力体系承受由上下、两端、两侧六个方向的地下岩体压力，结构底部构件主要承受底部岩体压力，结构顶部构件主要承受顶部岩体压力，结构端部构件主要承受端部岩体压力，结构内部构件能够传力、改善边界构件受力性能。
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