3充填体作用的被动性和滞后性对地表沉降影响.ppt

* * * * * * * 充填法(分段充填法) 充填法(阶段充填法) 嗣后充填不接顶问题 3、充填体的被动受力和滞后作用特性 无论是分段充填还是阶段充填只有等整个中段水平全部充填后，充填体的作用的被动性才开始得以转变，充填作用才能体现。即使整个中段充填体有被动转为主动承载，但下一分段或下一中段的回采扰动，平衡又会被破坏。所以嗣后充填体的由被动受力到产生主动的抗力的过程也需较长的时间。 3、充填体的被动受力和滞后作用特性 上述分析表明，无论何种充填方式充填体都存在被动受力到主动承载的转换过程，只是程度不同。这种被动受力特性，是导致地表沉陷变形的滞后主要原因。 3、充填体的被动受力和滞后作用特性 3.2 地表变形的滞后性 地表滞后变形除与充填体作用的被动性相关外，与充填工艺和充填质量也有重大关系。 1）充填材料不当 对于地表不允许变形的充填开采，选用了散体物料充填或低强度胶结充填。根据室内实验表明，散状充填体的压缩变形量可超过20%，而胶结充填体的压缩变形量也超过6%以上。 3、充填体的被动受力和滞后作用特性 如此大的可压缩变形量，需要通过围岩的大变形才能消除，消除的代价是围岩的松动变形及变形范围的扩大。 2)选用的充填不合理 选用来变形不易控制的充填方案，如下向式充填，因受力平衡不断被打破，围岩位移得不到有效控制，产生累加位移较大。 采用散体物料充填，顶板变形的滞后性更加突出。 3、充填体的被动受力和滞后作用特性 3）充填工艺的影响 目前井下充填大都采用低浓度的水砂充填和胶结充填，充填浆液含水量大，虑水时间长，收缩变形大，不接顶现象严重，充填体与围岩间存在较大空隙和空区。 4）4）采充周期长，充前围岩变形大 对于大型充填采场，采充的时间长达8个月以上。在较长的采充时间内，围岩变形不能及时有效控制，充填前有许多采场已 3、充填体的被动受力和滞后作用特性 发生大变形，甚至垮冒，裂隙带扩展范围也已较大，而已发生的采场变形是不能通过充填来消除的。充填前的变形再加充填后的滞后变形，采区周边的松动变形范围已达到了“两带”形成的条件，故充填体作用时间延长。 4、地表滞后沉降变形控制 1）提高充填体的主动承载性能 现采用的材料缺乏主动承载性能，应研制采用高膨胀性速效接顶充填材料，及时对围岩施加主动承载力。 2）留原岩矿柱 原岩矿柱与围岩强度刚度一致，能及时传递压力，支撑围岩压力，是防止地表滞后变形最有效的措施，是任何充填体都不能替代的，尤其是当被充填体包裹封闭后，其承载能力和传力作用更大。 4、地表滞后沉降变形控制 3）尽量采用上向式充填 下向开采方式充填作用滞后性最强，因此尽量采用上向式充填开采取代下向式开采 4）采用膏体充填 膏体充填是一种不滤水，收缩变形小，充填体均匀，整体性好，容易接顶的充填工艺，凝固后能较快与围岩形成自调整变形系统，减缓围岩的变形和裂隙带的产生。对于缩短充填体的作用滞后性有较大作用。 5）快采快充减小充填前的围岩变形 采充时间缩短对减小围岩的作用是明显的，采用高效的采掘设备和高强度充填系统，尽量采充时间缩短。 4、地表滞后沉降变形控制 6）综合治理 要使充填开采的地表滞后变形消除，必须采用综合治理措施。即从方案设计、充填工艺和充填材料选择及整个工艺环节和回采顺序调整进行充填分析和计划，尤其是采用留适量间柱和点柱的充填法。这种综合措施的采用可使地表变形得到有效控制，达到地表不变形和产生微变形的目的。 点柱充填法 图2.2 留顶底柱和间柱的实验方案图 图2.3 留顶、底柱实验方案图 图2.4 全无矿柱回采方案图 新立海底矿床模拟 新立海底矿床模拟 开始回采与充填 留点柱和顶底柱 留点柱和顶底 留点柱和顶底柱 顶底柱回采 顶底柱回采 点柱回采 回采点柱 新立海底矿床模拟 新立海底矿床模拟 新立海底矿床模拟 新立海底矿床模拟 5、结论 1）充填体作用的被动性，将引起地表沉降变形滞后性，并严重影响地表构筑物长期安全稳定。 2）当采用下向式大面积开采充填时变形滞后性最强，地表有重要建筑物的矿床开采应尽量采用上向式开采，不用下向式。 3）充填采场内留适量原岩矿柱，可确保地表不产生变形。原岩矿柱的控制变形的作用是明显而有效的。 5、结论 4）采用从最下一个中段由下而上的开采顺序，如司家营铁矿所采用的方案。以充分利用矿体作为顶柱，减小对上覆岩层的扰动，大大提高充填开采控制地表沉降变形作用。 5）提高充填料的速效性和主动承载性，降低充填体作用的被动性和滞后性。 谢谢！ * * Talk to the U/G Mining plan and the relationship to E48 – Conveyors Ore body g