下保护层开采煤岩层变形特征及保护范围研究

发布时间：2024-03-20 22:57

　　在治理煤与瓦斯突出灾害的各项措施中,开采保护层因其经济有效而被广泛使用。本文以淮南矿业集团潘三煤矿保护层B11-2和被保护层C13-1为研究对象,分析了保护层开采后在其采动影响下,被保护层的卸压保护范围的扩界情况。 本文在理论分析的基础上,运用数值模拟进行保护层开采的卸压范围的预测,最后通过现场试验的实测数据来验证和修正,研究得出：在卸压瓦斯的抽采配合下,开采远程下保护层可导致其对应的上被保护层衍生出扩展卸压区(扩界区),即被保护层的卸压角在倾向和走向方向均可以拓展为90。.研究表明扩界区域的煤体应力和煤层透气性比充分卸压区有所减少,与未卸压区相比则明显改善,证明了在卸压瓦斯抽采的影响下,扩界区域已经处于保护范围内,同时卸压角可由锐角提高至90。 为提高被保护层卸压瓦斯的抽采效率,设计了扩界区域的瓦斯抽采半径的试验,得到了扩界区域的瓦斯抽采半径的精确数据,通过对比分析卸压瓦斯的抽采方式,确定了扩界区域的卸压瓦斯抽采方案。本实验利用被保护层底板岩巷设计了上向穿层钻孔来抽采卸压瓦斯,通过扩界区瓦斯抽采半径的考查,将原设计扩界区5×5m钻孔布置优化为10×l0m布置,大幅减少了抽采钻孔的数量...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 问题的提出
    1.2 国内外研究现状及存在的问题
        1.2.1 保护层开采应用状况
        1.2.2 保护层开采研究现状
        1.2.3 存在的问题
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术途径
2 保护层开采基本理论
    2.1 概述
    2.2 保护层开采防突作用机理
    2.3 煤岩应力变化
        2.3.1 未受采动影响的围岩应力
        2.3.2 采动影响下围岩应力分布
    2.4 回采工作面上覆岩体裂隙发育和分布
    2.5 保护层开采的主要影响因素
    2.6 开采保护层理论卸压范围
        2.6.1 开采保护层可行性分析
        2.6.2 下保护层开采理论卸压范围
    2.7 小结
3 采场上覆煤岩体应力分布及移动变形数值模拟研究
    3.1 概述
    3.2 RFPA软件介绍
    3.3 数值模型的建立
    3.4 数值模拟计算结果分析
        3.4.1 保护层开采过程中采场围岩空间应力分布特征
        3.4.2 保护层开采过程中采场围岩空间透气性和变形分布特征
    3.5 小结
4 工业现场试验研究
    4.1 试验区概况
        4.1.1 试验区地质特征
        4.1.2 煤层及顶底板特征
    4.2 试验区布置
    4.3 保护层开采效果考察
        4.3.1 抽放半径的考察
        4.3.2 被保护层瓦斯压力变化
        4.3.3 被保护层变形规律
        4.3.4 被保护层透气性的变化
    4.4 扩界效果考察
    4.5 潘三矿下保护层扩界综合分析
        4.5.1 保护层开采过程中采场围岩空间应力分布特征
        4.5.2 保护层开采过程中采场围岩空间透气性和变形分布特征
    4.6 扩界范围内抽采卸压瓦斯模型及防突设计
    4.7 抽采方案对比
    4.8 小结
5 结论与展望
    1. 结论
    2. 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3933430