曹家滩矿综采工作面覆岩运移及垮落带可充填空间研究
曾彬
吴锐
王石
肖剑
石谨溶
江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000;稀有金属资源安全高效开采江西省重点实验室,江西 赣州 341000
摘要：在煤层开采过程中,如何实现规模化处置煤矸石一直是煤炭行业绿色、高效发展亟待解决的重要难题.垮落带采动空隙作为矸石注浆充填的主要空间,其演化过程与覆岩运移密切相关.通过分析垮落带覆岩运移规律,发现垮落带可充填空间是解决上述问题的根本途径之一.以曹家滩煤矿 122109 超大采高工作面为研究对象,采用相似模拟试验和理论分析相结合的方法,研究了采空区垮落带的形态特征、覆岩下沉规律及垮落带可充填空间,揭示了覆岩运移自下而上逐渐发展的演化规律.在此基础上,利用ImageJ软件处理图片,计算得到裂隙网络图的分形维数,定量表征了裂隙的发育程度与复杂性.结果表明:工作面开采条件下,垮落带覆岩裂隙发展可分为裂隙发育阶段、裂隙加速发育阶段、压实阶段、裂隙整体平稳阶段等变化阶段;垮落带空隙面积占比为 28.6%,其空隙空间"O形圈"靠运输巷侧空隙、裂隙带和垮落带间的离层区、"O形圈"靠回风巷侧空隙及垮落带内部空隙占比分别为 14.6%、14.0%、15.1%、56.3%;基于垮落带松散岩石的空隙计算模型,得到垮落带内松散岩石空隙率为 29.13%,垮落带可充填空间536.6 万m3,垮落带单侧矸石可充填量为 206.5 万t,充填率为 9.4%.
关键词：煤矸石充填注浆覆岩运移分形维数垮落带综采工作面
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52364011)国家自然科学基金(51604126)
论文发表日期：2026-02-20
在线出版日期：2026-03-19（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 154-163 )
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