固体密实充填采煤结构主关键层力学模型

固体密实充填采煤是一种新的高效采煤方法，其核心在于将开采后产生的空隙通过固体材料进行填充，从而提高资源的采出率，并减少对环境的影响。本文作者王磊和郭广礼等人通过对固体密实充填开采岩层移动特征的分析，提出了结构主关键层的运动力学模型，进一步研究了固体密实充填体的似弹性性质，以及结构主关键层、充填体与下伏煤岩之间的耦合关系。 在采煤过程中，岩层移动特征是影响采煤安全和效率的重要因素。传统采煤方法由于不考虑充填材料对岩层移动的影响，往往导致较大的地表沉降和岩层变形。固体密实充填采煤技术通过充填材料的引入，改变了传统开采模式下岩层移动的特征，因此需要一种新的理论模型来描述这种新的开采模式下的岩层行为。 本文研究的固体密实充填体的似弹性性质，指的是充填材料在受到外力作用时，能够在一定程度上保持形状稳定，类似于弹性体的性质。这种性质的充填材料，可以在开采过程中起到承载作用，减少覆岩的变形和破坏，从而有效地控制地表沉降。 结构主关键层是采煤过程中岩层移动的控制层，它对整个开采区域的稳定性起着决定性作用。本文通过建立固体密实充填开采结构主关键层的运动力学模型，分析了其力学稳定性以及采动影响范围，从而为工程实践中控制地表沉降提供了理论依据。 模型的建立和应用是本文的重要内容，通过对固体密实充填开采结构主关键层的运动和应力状态进行计算分析，可以预测开采过程中可能出现的岩层移动和地表沉降情况。将此模型应用于具体的工程实例中，不仅可以评估充填开采的可行性和安全性，还可以为充填材料的选择和充填工艺的设计提供科学依据。 文章的作者王磊和郭广礼分别来自中国矿业大学的江苏省资源环境信息工程重点实验室和国土环境与灾害监测国家测绘局重点实验室。他们的研究方向分别聚焦于固体充填绿色开采技术和矿山开采沉陷与控制工程等领域。他们的研究成果得到了国家自然科学基金项目和国土环境与灾害监测国家测绘局重点实验室开放基金的支持。 在实践应用中，固体密实充填采煤技术已经在多个煤矿成功实施，这些技术在提高煤炭采出率、保护环境、减少地面沉降等方面表现出了明显的优势。不过，这种新型开采方式的推广和应用还存在一些核心理论和技术问题，比如岩层移动理论的研究还不够完善。本文提出的模型和理论研究成果，为固体密实充填采煤技术的进一步发展提供了重要的理论基础和技术支持。