深部近距离上保护层底板裂隙演化及卸压瓦斯抽采时效性

发布时间：2017-11-13 08:12

  本文关键词：深部近距离上保护层底板裂隙演化及卸压瓦斯抽采时效性

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【摘要】：为解决深部近距离上保护层开采被保护层大量卸压瓦斯通过底板裂隙涌向首层采煤工作面极易造成瓦斯超限的问题,以平顶山天安煤业股份有限公司五矿为研究背景,采用理论分析、实验室实验、现场考察以及离散元数值模拟的手段,研究了深部近距离上保护层开采底板煤岩层裂隙瓦斯通道演化规律及下被保护层卸压瓦斯抽采时效性。研究表明:回采方向上底板煤岩层可分为原始应力区、卸压增透区和重新压实区,卸压增透区内煤体膨胀变形量大渗透率高,卸压瓦斯解吸扩散,底板采动裂隙使被保护层与采煤工作面贯通形成裂隙瓦斯通道。时间尺度上,卸压增透区的形成与上保护层回采到基本顶来压垮落时间段相对应,采动裂隙瓦斯通道伴随基本顶的破断垮落逐渐重新压实消失,卸压增透区范围在基本顶初次垮落前达最大值,回采推进期间与基本顶来压步距正相关。重新压实区域内煤岩层经历应力加载、卸荷、重新加载后可能出现损伤破坏,卸压瓦斯大量解吸引起煤体收缩变形,部分煤岩体受力比其原始应力更大出现压缩变形。卸压增透区是卸压瓦斯产生及运移的主要空间,也是进行卸压瓦斯拦截及抽采的高效区,瓦斯抽采工程需考虑采动裂隙演化的空间和时间效应。
【作者单位】： 中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心;中国矿业大学安全工程学院;平顶山天安煤业股份有限公司五矿;山东能源枣庄矿业(集团)有限责任公司柴里煤矿;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2011CB201204) 国家自然科学基金面上基金资助项目(51374204;51474212)
【分类号】：TD712.6
【正文快照】： 我国含煤地层以侏罗纪和石炭二叠纪为主,且多以煤层群条件赋存,受多期地质构造活动影响地质条件复杂、煤层强度和渗透率低,开采深度逐年增加,深部高地应力和瓦斯压力致使煤岩动力及瓦斯灾害更加严重[1-2]。保护层开采[3]是区域性瓦斯治理最有效的方法,位于突出煤层上方垂间距

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