沿空留巷开采覆岩裂隙演化规律及卸压瓦斯抽采技术 被引量：18

1

作者 林海飞 刘思博 +3 位作者 双海清 徐培耘 周斌 罗荣卫 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第1期48-60,共13页

沿空留巷开采是我国煤炭可持续发展的重要方向之一,其采动覆岩卸压瓦斯运移储集区演化与传统开采方式有所不同。为进一步准确辨识沿空留巷开采覆岩卸压瓦斯运移储集区,通过数值模拟及物理相似材料模拟,研究了切顶侧与未切顶侧的裂隙特征... 沿空留巷开采是我国煤炭可持续发展的重要方向之一,其采动覆岩卸压瓦斯运移储集区演化与传统开采方式有所不同。为进一步准确辨识沿空留巷开采覆岩卸压瓦斯运移储集区,通过数值模拟及物理相似材料模拟,研究了切顶侧与未切顶侧的裂隙特征,分析了采动覆岩裂隙动态发育过程及应变分布规律,提出了沿空留巷开采卸压瓦斯抽采靶区位置判别方法,并进行了现场工程实践。研究结果表明:低位覆岩受切顶影响,易发生破断垮落;高位覆岩区域未切顶侧覆岩裂隙较为发育,切顶侧与非切顶侧裂隙发育高度相同。采动裂隙形态、覆岩应变形态均呈梯形,随覆岩周期破断,采动裂隙呈跃进态势向上发展。不同区域采动离层裂隙角度集中在0°~10°,竖向破断裂隙区角度主要集中在80°~120°。基于关键层判别、采动裂隙角度及数量、覆岩应变特征等,结合通风方式,提出沿空留巷开采卸压瓦斯抽采靶区判定方法,将抽采钻孔布置在“采动裂隙锐角发育区+高瓦斯体积分数”区域,判定得出试验工作面抽采靶区为与煤层顶板垂距30~46m、与辅运巷平距30~55m的区域。试验工作面开采期间整体瓦斯抽采效果良好,说明基于沿空留巷开采卸压瓦斯抽采靶区判定方法设计的抽采钻孔具有合理性,可为沿空留巷开采“Y”型通风方式下卸压瓦斯抽采钻孔设计提供一定参考。 展开更多

关键词 沿空留巷 卸压瓦斯抽采 采动裂隙 储集运移区 抽采靶区

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基于关键层运动的邻近层卸压瓦斯抽采优化设计方法 被引量：16

2

作者 胡国忠 许家林 +3 位作者 秦伟 QU Qingdong 彭小亚 李康 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期52-59,共8页

瓦斯抽采巷(孔)的合理布置是实现邻近层卸压瓦斯精准抽采的基本前提。在深入分析覆岩关键层运动对邻近层瓦斯卸压运移控制机制的基础上,提出了基于关键层运动的邻近层卸压瓦斯抽采优化设计新方法。研究结果表明:邻近层卸压瓦斯抽采巷(孔... 瓦斯抽采巷(孔)的合理布置是实现邻近层卸压瓦斯精准抽采的基本前提。在深入分析覆岩关键层运动对邻近层瓦斯卸压运移控制机制的基础上,提出了基于关键层运动的邻近层卸压瓦斯抽采优化设计新方法。研究结果表明:邻近层卸压瓦斯抽采巷(孔)的合理布置层位为垮落带边界至导气裂隙带最大发育高度之间的空间范围,导气裂隙带最大发育高度可按基于关键层位置的导水裂隙带高度预计方法来确定;邻近层卸压瓦斯抽采巷(孔)的合理层面位置为导气裂隙带内的“O”形圈裂隙区中部,“O”形圈裂隙区宽度可按其与煤层采高、覆岩关键层结构及采深的函数关系式进行预计。该方法在阳泉矿区邻近层卸压瓦斯实践中得到了应用和验证,邻近层卸压瓦斯抽采率稳定在92%,能较好地指导煤层群开采条件下煤与瓦斯共采实践。 展开更多

关键词 煤与瓦斯共采 绿色开采 关键层 卸压瓦斯抽采 优化设计

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急倾斜特厚煤层分段开采卸压瓦斯抽采技术 被引量：7

3

作者 刘军 周东平 +2 位作者 黄旭超 王凯 范彦阳 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期206-210,共5页

急倾斜特厚煤层水平分段开采工作面采放比大、瓦斯涌出复杂,工作面下部卸压煤体瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出总量比例过高,在开采过程中易出现回采工作面回风隅角瓦斯超限问题。为有效解决急倾斜特厚煤层开采工作面回风隅角瓦斯超限问题... 急倾斜特厚煤层水平分段开采工作面采放比大、瓦斯涌出复杂,工作面下部卸压煤体瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出总量比例过高,在开采过程中易出现回采工作面回风隅角瓦斯超限问题。为有效解决急倾斜特厚煤层开采工作面回风隅角瓦斯超限问题,以神华新疆能源有限责任公司乌东煤矿水平分段开采工作面5754502为例,理论分析了工作面底板及下部煤体的破坏规律,并对底板破坏深度和下部煤体破坏深度进行了理论计算,根据理论分析和计算结果对工作面下部煤体卸压瓦斯拦截抽采钻孔进行了布置及优化,最后统计、分析了工作面下部卸压拦截抽采钻孔抽采参数随着工作面推进的变化情况。研究结果表明:5754502工作面开采对煤层底板破坏深度为11.88 m,其下部煤体垂直破坏深度为7.38 m,最大破坏深度距工作面端部的水平距离为10.3 m;随着工作面的推进,下部煤体中的钻孔逐步进入卸压区,卸压抽采后比之前的抽采瓦斯体积分数、瓦斯流量均有显著提高,其卸压拦截抽采钻孔的抽采纯流量比卸压前平均提高了3.2倍,卸压增流效应显著;综合采取采空区埋管抽采技术和卸压拦截抽采技术,使5754502工作面在开采过程中的瓦斯抽采率达到59.6%,回风隅角瓦斯体积分数控制在0.8%以下,实现了瓦斯零超限,保障了工作面的安全生产。 展开更多

关键词 急倾斜 特厚煤层 分段开采 卸压瓦斯抽采

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综采工作面卸压瓦斯“孔-巷”协同抽采技术研究

4

作者 赵鹏翔 金权 +5 位作者 李树刚 刘元嘉 袁相磊 王捞捞 甘路军 潘磊 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第3期96-104,共9页

为有效控制综采工作面瓦斯超限问题、保障矿井安全生产,优化采动卸压瓦斯抽采技术体系。采用二维物理相似模拟试验方法,结合倾斜开采条件下“孔-巷”系统变形率与声发射能量变化规律,研究高抽巷与定向长钻孔的布置参数及抽采口位置;构... 为有效控制综采工作面瓦斯超限问题、保障矿井安全生产,优化采动卸压瓦斯抽采技术体系。采用二维物理相似模拟试验方法,结合倾斜开采条件下“孔-巷”系统变形率与声发射能量变化规律,研究高抽巷与定向长钻孔的布置参数及抽采口位置;构建综采工作面采动卸压瓦斯“孔-巷”协同抽采技术模型,并基于负压分配优化试验分析最佳抽采参数组合。研究结果表明:高抽巷合理平距为5~7倍采高,垂距为4.48~6.40倍采高;定向长钻孔合理平距为3.4~6.0倍采高,垂距为2.40~4.00倍采高;高抽巷抽采口最优位置为距离切眼52 m处;定向长钻孔与高抽巷负压比例分配为0.9∶14.5~1.3∶17.5时,抽采效率显著提升,瓦斯体积分数可稳定控制在安全阈值以下。研究结果可为高瓦斯矿井采动卸压瓦斯抽采系统设计、参数优化及安全防护技术提供理论支撑与工程实践参考。 展开更多

关键词 “孔-巷”协同 卸压瓦斯抽采 高抽巷 物理相似模拟试验

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淮南矿区保护层开采卸压范围及瓦斯抽采地面井部署 被引量：8

5

作者 武杰 桑树勋 +3 位作者 方良才 黄华州 吴国代 杨欣超 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期10-14,共5页

以保护层卸压开采和卸压瓦斯地面井抽采工程实践取得的大量资料为基础,结合采区上覆岩层变形变位检测和煤岩层力学性质实验室测试结果,总结了煤与煤层气开采地质条件,讨论了确定保护层开采有效卸压范围的方法,得到了淮南矿区保护层开采... 以保护层卸压开采和卸压瓦斯地面井抽采工程实践取得的大量资料为基础,结合采区上覆岩层变形变位检测和煤岩层力学性质实验室测试结果,总结了煤与煤层气开采地质条件,讨论了确定保护层开采有效卸压范围的方法,得到了淮南矿区保护层开采有效卸压范围的结果,分析了其对卸压瓦斯地面井部署的影响,提出了淮南矿区卸压瓦斯地面井部署的建议。研究结果表明:淮南矿区11-2保护层的最大有效保护距离为117 m,11-2保护层的开采对13-1被保护层的保护是有效的;走向有效卸压保护角为64°,倾向有效卸压保护角下方为77°、上方为83°,被保护层的卸压范围相对于保护层下部内错15.4 m,上部内错8.2 m;地面井应部署在走向上距始采线37 m外,倾向上靠近回风巷13～30 m之间的位置。研究结果对实现煤层气高效、持续、稳定的抽采和煤与煤层气共采意义重大。 展开更多

关键词 保护层开采 卸压范围 卸压瓦斯抽采 地面钻井 井位部署

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新大地煤矿本煤层瓦斯超前卸压抽采试验研究 被引量：9

6

作者 吴仁伦 许家林 +3 位作者 秦伟 王中伟 张海平 田林祥 《中国煤炭》 北大核心 2010年第4期83-85,117,共4页

对新大地煤矿15101综放工作面利用工作面超前支承压力作用提高低透气性煤层瓦斯抽采效果进行了现场实测研究,结果表明:本煤层瓦斯抽采效果受工作面超前支承压力的影响十分明显,根据本煤层瓦斯抽采钻孔所处位置,其抽采效果可以大致分为4... 对新大地煤矿15101综放工作面利用工作面超前支承压力作用提高低透气性煤层瓦斯抽采效果进行了现场实测研究,结果表明:本煤层瓦斯抽采效果受工作面超前支承压力的影响十分明显,根据本煤层瓦斯抽采钻孔所处位置,其抽采效果可以大致分为4个时期:原始抽采期(工作面前方50 m以外)、抽采减弱期(工作面前方50~20 m)、抽采增长期(工作面前方20~7.38 m)及抽采衰减期(工作面前方7.38 m以内)。其中,抽采增长期和抽采衰减期钻孔瓦斯抽采纯量分别为原始抽采期的7.03倍和6.19倍,是本煤层瓦斯卸压抽采的最佳时期,该时期内钻孔抽采量占本煤层瓦斯抽采总量的57.83%。 展开更多

关键词 低透气性煤层 超前支承压力 卸压瓦斯抽采 煤与瓦斯共采

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王家岭煤矿高位定向长钻孔抽采顶板卸压瓦斯技术 被引量：16

7

作者 于士芹 杨宏民 +2 位作者 鲁小凯 孙峰 任发科 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期31-36,54,共7页

王家岭煤矿是典型的低瓦斯煤层高强度开采引起的高瓦斯矿井,由于煤层瓦斯含量不高且透气性差,所以瓦斯抽采顶板难度大。为了得到适合于王家岭煤矿的高位定向水平钻孔抽采卸压瓦斯工艺参数,现场跟踪考察了12318综放工作面高位定向钻孔的... 王家岭煤矿是典型的低瓦斯煤层高强度开采引起的高瓦斯矿井,由于煤层瓦斯含量不高且透气性差,所以瓦斯抽采顶板难度大。为了得到适合于王家岭煤矿的高位定向水平钻孔抽采卸压瓦斯工艺参数,现场跟踪考察了12318综放工作面高位定向钻孔的瓦斯抽采体积分数、纯流量等工艺参数,分析了布孔垂直层距、水平错距等关键参数与抽采效果的关联特性。依据实测的顶板岩层力学参数及经验公式,计算得到顶板冒落带高度,为19.11~24.10 m;裂隙带高度,为57.06~74.86 m。分析抽采效果认为:同一钻场中的钻孔抽采瓦斯纯流量随着钻孔垂直层距的增大而增大,钻孔抽采瓦斯纯量随水平错距的减小而增大,垂直层距最大的2个钻孔瓦斯抽采纯量占钻场抽采总量的70%以上。钻场钻孔垂直层距在25~41 m时,对工作面上隅角瓦斯防治效果明显优于垂直层距20 m的钻场。 展开更多

关键词 高位定向水平钻孔 垂直层距 水平错距 卸压瓦斯抽采 裂隙带

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低透气性突出煤层群首采层掏心无煤柱开采卸压消突与瓦斯治理试验研究 被引量：4

8

作者 姚尚文 卢平 +1 位作者 张纯如 李庆明 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期42-47,共6页

针对深井高瓦斯低透气性突出煤层群消突和首采层开采卸压瓦斯治理难题,以谢桥煤矿11426工作面开采为例,设计首采中间层无煤柱开采、实现上下突出煤层均消突的技术方案,研究了Y型通风工作面采空区瓦斯及风压分布规律,结合煤层群开采巷道... 针对深井高瓦斯低透气性突出煤层群消突和首采层开采卸压瓦斯治理难题,以谢桥煤矿11426工作面开采为例,设计首采中间层无煤柱开采、实现上下突出煤层均消突的技术方案,研究了Y型通风工作面采空区瓦斯及风压分布规律,结合煤层群开采巷道布置条件,提出并实施留巷侧井下暗立眼回风阶段留巷Y型通风技术,强化留巷墙体封闭和留巷采空侧回风立眼封闭等卸压瓦斯抽采技术,实现了深井煤层群首采层工作面的安全高效回采和邻近突出煤层的全面消突。11426工作面回采期间,绝对瓦斯涌出量最大47.67 m3/min,工作面瓦斯抽采率高达65%以上,研究成果为今后类似深井煤层群开采的卸压瓦斯抽采和治理提供技术指导。 展开更多

关键词 Y型通风 煤层群 回风立眼 卸压瓦斯抽采 无煤柱开采

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远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究 被引量：9

9

作者 刘洪永 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1243-1244,共2页

经过多年的科学研究和工程实践证明,采动卸压瓦斯抽采技术是防治煤与瓦斯突出、降低煤层瓦斯含量最有效、最经济的区域性措施。尽管近几十年来开展了大量的采动卸压瓦斯抽采现场试验,但对采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动相互作用的研究尚... 经过多年的科学研究和工程实践证明,采动卸压瓦斯抽采技术是防治煤与瓦斯突出、降低煤层瓦斯含量最有效、最经济的区域性措施。尽管近几十年来开展了大量的采动卸压瓦斯抽采现场试验,但对采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动相互作用的研究尚不够成熟,还无法为卸压瓦斯的高效抽采提供理论基础和技术支持。以远程采动煤岩体为研究对象,运用岩石力学、采矿工程、渗流力学、数值仿真等理论,采用现场实验、实验室实验、理论分析和数值分析相结合的研究方法,系统研究了采动煤岩体的卸压特征、移动变形、采动应力变化及卸压瓦斯流动规律;开展了采动煤岩体变形与瓦斯流动耦合作用研究,构建了采动煤岩体弹脆塑性本构模型和采动煤岩体变形与瓦斯流动耦合动力学模型及数值计算方法,通过模型的应用初步获得了远程上被保护层应力场、位移场与渗透率的时空变化规律,最后提出了保护层开采工程分类及判定方法,以及远程保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系,并在阳泉新景矿成功地进行了试验,取得了显著的抽采效果。为保护层开采设计及远程被保护层卸压瓦斯的高效抽采提供了理论依据和技术支持。主要研究内容及成果有:(1)利用平面应变相似模拟实验系统,以阳泉矿区新景矿为地质背景,开展了远程采动煤岩体裂隙演化相似模拟试验研究,获得了远程被保护层采动应力、裂隙发育和变形的时空演化规律;(2)基于Drucker-Prager准则,引入理想弹脆塑性模型和内切圆准则,构建了采动煤岩弹脆塑性损伤本构模型及数值格式,采用VC++2005将其开发成FLAC3D能够调用的模型,并开展了模型验证与应用,为采动煤岩体变形的研究提供了本构模型;(3)构建了反映采动裂隙、离层对瓦斯流动影响的非线性卸压瓦斯流动方程———广义幂定律,为采动煤岩体卸压瓦斯流动提供了控制方程;(4)构建了适合高强度开采条件下低渗透性煤岩体变形与瓦斯流动特点的采动煤岩变形与瓦斯流动气固耦合动力学模型;利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件平台实现了模型的验证与应用,初步获得了远程下保护层上覆岩应力场、位移场与渗透率的时空变化规律;(5)提出了综合考虑煤层赋存条件、层间硬岩以及保护层工作面回采参数等影响因素的保护层工程分类及判定方法,以当量相对层间距为指标对上、下保护层进行了分类;(6)提出了远程保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系,并在阳泉新景矿成功地进行了试验,取得了显著的抽采效果。保护范围内被保护层综合瓦斯抽采率达到了70.1%,瓦斯含量由18.17 m3/t降至5.4 m3/t,有效地消除了3号煤层的煤与瓦斯突出危险性,实践验证了采动煤岩变形与瓦斯流动气固耦合模型的合理性和可行性。 展开更多

关键词 远程采动煤岩体 弹脆塑性 非线性渗流 气固耦合模型 保护层开采 卸压瓦斯抽采

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上保护层开采底板卸压规律及瓦斯治理技术 被引量：14

10

作者 郭建行 《煤炭工程》 北大核心 2022年第10期80-85,共6页

为了解决近距离高瓦斯煤层群条件下上保护层开采后下伏被保护层因卸压作用大量瓦斯涌入工作面采空区造成上隅角或回风流瓦斯超限的问题,以西汾柳矿区西山煤田东于矿03X00工作面为研究对象,运用理论计算与数值模拟相结合的方法,分析了上... 为了解决近距离高瓦斯煤层群条件下上保护层开采后下伏被保护层因卸压作用大量瓦斯涌入工作面采空区造成上隅角或回风流瓦斯超限的问题,以西汾柳矿区西山煤田东于矿03X00工作面为研究对象,运用理论计算与数值模拟相结合的方法,分析了上保护层开采后被保护层的应力分布情况,得到了卸压瓦斯运移规律,从而确定了工作面“一面三巷”布置与“上覆煤层预抽+下伏煤层卸压抽采”的瓦斯治理技术方案。现场结果表明:03X00工作面开采后2号煤层完全处于卸压范围内,被保护的2号煤层卸压率达到92%,煤层瓦斯含量和瓦斯压力出现明显的下降,降低率均达到60%以上,卸压瓦斯抽采浓度提高60%,纯量提高近1倍,工作面轨道巷和底抽巷回风流最大瓦斯浓度0.3%,上隅角最大瓦斯浓度0.4%,避免了瓦斯超限,保证了矿井安全生产,也为煤与瓦斯协调开采提供了科学支撑。 展开更多

关键词 近距离煤层群 高瓦斯煤层群 保护层开采 数值模拟 应力分布 卸压瓦斯抽采

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多煤层近距离保护层开采瓦斯涌出规律及抽采方案研究 被引量：12

11

作者 田世祥 蒋承林 《煤炭工程》 北大核心 2013年第2期51-54,共4页

为确保近距离保护层工作面的生产安全,采用分源预测法对罗州煤矿首采工作面瓦斯涌出规律进行分析,研究表明,本煤层瓦斯涌出占16.9%,上邻近层瓦斯涌出占50.7%,下邻近层瓦斯涌出占32.4%。在此基础上对罗州煤矿瓦斯抽采方案进行优化设计,... 为确保近距离保护层工作面的生产安全,采用分源预测法对罗州煤矿首采工作面瓦斯涌出规律进行分析,研究表明,本煤层瓦斯涌出占16.9%,上邻近层瓦斯涌出占50.7%,下邻近层瓦斯涌出占32.4%。在此基础上对罗州煤矿瓦斯抽采方案进行优化设计,提出了首采工作面采用本煤层顺层平行斜交钻孔与采空区埋管抽采并结合通风稀释瓦斯、上邻近层采用高抽巷抽采环形裂隙圈内高浓度瓦斯、下邻近层采用底板穿层钻孔抽采底鼓断裂带和底鼓变形带内的卸压解吸瓦斯。并通过保护层卸压开采配合卸压瓦斯强化抽采方法,降低了卸压煤层瓦斯含量,消除了被保护层煤与瓦斯突出危险性。 展开更多

关键词 保护层开采 瓦斯涌出规律 卸压瓦斯抽采 近距离煤层群

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高瓦斯综采工作面定向钻孔代替尾巷抽采瓦斯技术 被引量：44

12

作者 林海飞 杨二豪 +4 位作者 夏保庆 李树刚 赵鹏翔 孔祥国 秦雷 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期136-143,共8页

针对高瓦斯综采工作面U型通风条件下上隅角瓦斯超限问题,分析了定向钻孔代替尾巷抽采卸压瓦斯的必要性及可行性,阐述了卸压瓦斯抽采原理;利用物理相似模拟及理论分析,分析了采动覆岩裂隙演化规律,确定了定向钻孔参数,并进行现场工程应... 针对高瓦斯综采工作面U型通风条件下上隅角瓦斯超限问题,分析了定向钻孔代替尾巷抽采卸压瓦斯的必要性及可行性,阐述了卸压瓦斯抽采原理;利用物理相似模拟及理论分析,分析了采动覆岩裂隙演化规律,确定了定向钻孔参数,并进行现场工程应用。结果表明:随着工作面推进,试验工作面采动覆岩形成不规则冒落带、规则冒落带、裂隙带、弯曲下沉带,其中规则冒落带高度为17.9 m(采高的4.48倍),裂隙带高度为60.36 m(采高的15.09倍);定向钻孔与回风巷平距为8~20 m,与煤层顶板垂距平均18.5 m;利用定向钻机施工钻孔偏移量较小,定位准确,瓦斯抽采纯量平均6.37 m^3/min,占瓦斯涌出量的8.59%,实现了定向钻孔代替尾巷治理瓦斯效果,保证了工作面安全回采。 展开更多

关键词 卸压瓦斯抽采 圆角矩形梯台带 定向钻孔 以孔代巷

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切顶留巷贯通相邻采空区覆岩破断特征研究及应用

13

作者 林海飞 刘思博 +5 位作者 李树刚 双海清 田雨 罗荣卫 陈志恒 苟锐 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第3期152-165,共14页

为研究切顶留巷工作面覆岩裂隙演化特征,通过物理相似模拟分析了采动裂隙发育高度、离层量及应变分布规律,探讨了切顶留巷开采顶板结构演变特征及覆岩非对称断裂模式。基于虚功原理与塑性铰相关理论,给出了切顶留巷开采不同阶段顶板破... 为研究切顶留巷工作面覆岩裂隙演化特征,通过物理相似模拟分析了采动裂隙发育高度、离层量及应变分布规律,探讨了切顶留巷开采顶板结构演变特征及覆岩非对称断裂模式。基于虚功原理与塑性铰相关理论,给出了切顶留巷开采不同阶段顶板破断块体尺寸计算公式。研究结果表明:①首采工作面切顶侧垮落带裂隙较为发育;未切顶侧裂隙带裂隙较为发育。②非首采工作面贯通相邻采空区后,覆岩裂隙及离层量曲线均呈非对称分布特征,未切顶侧裂隙被压实闭合,切顶侧裂隙稳定存在;相较于未切顶侧,切顶侧离层量小0.46~8.50 mm,裂隙发育程度低。③首采工作面低位岩层初次断裂形态呈“U+Y”状,切顶侧断裂线平行于切顶方向;非首采工作面低位岩层破断呈“矩形”,高位岩层初次破断形态呈非对称“O+X”状,周期破断呈“U+Y”状,断裂迹线偏向于未切顶侧。④非首采工作面高位岩层破断步距增加,破断块体尺寸增大,单位体积内裂隙数量减少,瓦斯向上运移难度增大。⑤非首采工作面卸压瓦斯治理,需适当降低抽采钻孔布置高度;确定了切顶留巷工作面卸压瓦斯高效抽采区域,现场试验钻孔瓦斯抽采效果验证了区域划分的准确性。 展开更多

关键词 切顶留巷 采动裂隙 贯通采空区 卸压瓦斯抽采 破断形态

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近距离高瓦斯煤层群首采层“一面四巷”瓦斯治理技术 被引量：4

14

作者 郭建行 《煤炭工程》 北大核心 2023年第5期70-75,共6页

针对近距离高瓦斯煤层群首采层回采工作面“U”型通风条件下,邻近层瓦斯通过煤岩体卸压产生的裂隙大量涌入到上隅角并进入回风流造成瓦斯超限的问题,以东于煤矿03X04回采工作面为研究对象,分析了回采工作面“U”型通风条件下采空区卸压... 针对近距离高瓦斯煤层群首采层回采工作面“U”型通风条件下,邻近层瓦斯通过煤岩体卸压产生的裂隙大量涌入到上隅角并进入回风流造成瓦斯超限的问题,以东于煤矿03X04回采工作面为研究对象,分析了回采工作面“U”型通风条件下采空区卸压瓦斯运移规律,从而确定了“回采工作面运输、轨道巷+高、底抽巷”相结合的“一面四巷”联合瓦斯治理技术方案。现场应用结果表明:回采工作面瓦斯抽采率达到81%,本煤层瓦斯含量下降了33%,完全处于卸压范围内的边部底抽巷拦截钻孔抽采纯量达到单孔0.02~0.03 m3/min,瓦斯抽采浓度最高达90%,抽采纯量提升2倍以上,大幅度减小了下邻近层瓦斯涌入回采工作面和上隅角,回采工作面轨道巷和边部底抽巷回风流瓦斯浓度稳定在0.2%~0.4%,上隅角瓦斯浓度处于0.3%~0.4%,有效地解决了回采工作面“U”型通风条件下上隅角和回风流瓦斯超限的问题,保证了矿井安全高效生产。 展开更多

关键词 近距离高瓦斯煤层群 邻近层 一面四巷 底抽巷 卸压瓦斯抽采

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松软煤层底板爆破致裂增透模拟试验研究及应用 被引量：4

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作者 高魁 王秘 +3 位作者 乔国栋 田宇 傅师贵 王有为 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期102-110,共9页

针对松软煤层爆破增透钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实的问题,提出在底板岩层开展爆破作业,达到松软煤层增透进而增加瓦斯有效抽采时间的目的。为了监测跨界面应力波传播规律及煤层损伤状况,在实验室构建了物理模... 针对松软煤层爆破增透钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实的问题,提出在底板岩层开展爆破作业,达到松软煤层增透进而增加瓦斯有效抽采时间的目的。为了监测跨界面应力波传播规律及煤层损伤状况,在实验室构建了物理模型并开展了煤层底板爆破相似模拟试验。同时使用数值模拟的研究方法对煤层底板爆破过程中煤、岩体内部的损伤及裂隙的演化过程进行补充。结果表明:松软煤层底板爆破裂纹沿爆破孔向四周岩体扩展,爆破孔位置和底板煤岩交界面以及煤层内部的破坏较为严重,产生跨界面损伤裂纹。爆炸应力波从松软煤层底板岩层传播到松软煤层时,岩体和松软煤体的交界面产生透射压缩应力波和反射拉伸应力波,透射波作用于松软煤体,使煤层裂隙增加;反射波反作用于岩体,在煤岩交界面形成交叉裂纹,使底板岩层裂隙和松软煤层裂隙贯通,有利于松软煤层的瓦斯垂向运移流动和卸压瓦斯抽采。潘一东煤矿现场应用表明,煤层底板爆破增透后瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升,抽采纯量从0.06 m^(3)/min提高到1.46 m^(3)/min,增加了23.33倍;瓦斯浓度从爆破前的10.46%上升到45.50%左右,增加了3.34倍,并且长时间维持在较高水平。研究成果可为深部松软煤层瓦斯高效抽采提供理论基础和技术支持。 展开更多

关键词 松软煤层 爆破增透 裂隙演化 爆炸应力波 卸压瓦斯抽采

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