刘振江

（冀中能源集团有限责任公司，河北 邢台 054000）

0 引 言

与传统垮落法开采相比，采用矸石固体充填开采的工作面矿压显现和覆岩运移表现出了明显区别。对此，众多学者做了大量的研究工作，例如刘建功等人[4]针对固体密实充填开采提出了顶板连续曲形梁理论，缪协兴等人[5]提出了充填开采等价采高模型，冯瑞敏等人[6]构建了矸石胶结充填开采下的上覆岩层运移、离层发育等力学模型，王家臣等人[7]研究了长壁条件矸石充填覆岩运移规律，李新旺等人[8]构建了密实充填矿压显现时空演化模型，还有其他学者[9-11]从不同方面提出了固体充填开采矿压显现和岩层移动理论。然而针对固体充填开采过程中覆岩应力和位移之间时空关系，目前相关研究文献较少。

本文以邢台矿固体充填工作面为背景，采用相似材料模拟和数值模拟方法，分析了固体充填开采过程中覆岩应力和位移的变化规律。基于实验结果建立了充填开采覆岩应力- 位移演化模型，分析了充填开采过程中覆岩应力和位移的时空演化特征，最后以固体充填工业性实践为案例进行了分析验证。研究结果有助于更深入认识充填开采矿压显现和岩层移动规律，为工程实践提供指导意义。

1 概 况

为解决矸石固废排放和 “三下压煤” 等问题，邢台矿在工业广场保护煤柱内进行了矸石- 粉煤灰固体充填开采工业性实践。充填开采工作面所在煤层为2 号煤，平均厚度为3 m，埋深320 m，平均倾角9°，为缓倾斜煤层。……