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条带法和采空区充填法都是控制地表沉陷的有效途径。但实践表明,尽管用条带法开采煤层或对采空区进行充填,村庄下压煤的采出仍会对地表部分建筑物造成Ⅰ级轻微破坏,减少建筑物的使用寿命,严重时造成人员伤亡。郭二庄矿六采区属于村庄下采煤,煤层埋深400m、厚度2m、倾角4°~8°。村庄内建筑物年老失修,属于易损坏级别,且多数居民为留守老人、妇女、儿童,考虑以上原因,郭二庄矿要求在对六采区进行回采时严格控制地表沉降。根据六采区地质条件及地表情况,提出条带开采和充填采空区相结合的方法最大程度控制地表下沉量。本文从理论入手,了解上覆岩层移动规律,通过计算机模拟和实验室模拟,证明条带加充填的方法可以满足郭二庄矿对地表沉陷的要求。并且创造性的提出了采用高水材料进行二次充填和隔离气囊作为充填体挡墙的思路。为了验证创新型思路的可行性,主要做了以下几方面的工作:(1)查阅了大量文献,对“三带”的形成和划分以及地表下沉量的控制因素进行了简要介绍,并通过理论推导得出顶板岩梁的挠度公式,可以从理论上推断地表沉陷的值。(2)为得到不同条带宽度和膏体充满率下的围岩应力应变变化情况,利用FLAC3D建立数值模型并进行运算。通过计算得到最佳条带宽度,最优充满率。既能满足煤炭生产和充填工艺的要求,又能严格控制地表下沉量。并对高水材料二次充填效果进行分析。(3)在膏体料浆质量分数可泵条件下,在实验室进行不同材料配比的膏体充填相似模拟。根据膏体的泌水率和高度的下降找到最佳配比。在不同充填宽度条件下继续做实验,找到合适的充填宽度。采用建筑垃圾替换煤矸石,根据实验结果确定可否替代,并验证二次充填的效果。(4)对高水材料二次充填和隔离气囊的运用进行技术上的可行性分析和经济、社会效益分析。