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题名综采工作面采高影响瓦斯运-储区交叉融合机理
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作者
赵鹏翔
郭旭
王超
李树刚
卓日升
常泽晨
雷雯
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
新疆工程学院新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室
西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心
新疆工程学院新疆煤矿灾害智能防控与应急重点实验室
山东能源集团贵州矿业有限公司
甘肃多慧达智能装备科技有限责任公司
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出处
《煤田地质与勘探》
北大核心
2025年第8期31-41,共11页
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基金
国家自然科学基金面上项目(52174205)
新疆维吾尔自治区重点研发任务专项项目(2022B01034-3)
新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室开放课题(KLXGY-KA2404)。
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文摘
【目的】煤层采高对覆岩裂隙发育及瓦斯运–储区特征具有显著影响,通过研究不同采高条件下的影响规律,能够指导瓦斯抽采钻孔布置于合适区域,从而有效提升瓦斯抽采效率。【方法】以山西和顺天池煤矿302工作面为研究对象,综合运用物理相似模拟实验、理论分析及工程验证等方法,系统研究2、4、6 m这3种不同采高条件下覆岩裂隙发育特征及瓦斯运–储区的动态演化规律。【结果和结论】基于裂隙开合度突变点(1 m)与贯通度突变点(0.68),将采空区划分为覆岩压实区(开合度≤1 m,贯通度≤0.1)、瓦斯运移区(开合度>1 m,贯通度≥0.68)和瓦斯储集区(开合度>1 m,贯通度<0.68);分析不同采高条件下裂隙发育情况,得出横纵裂隙发育高度与突变频率随采高增加显著提升;通过裂隙率与裂隙熵的同步变化表征瓦斯运移区与储集区的交叉融合状态,区域随周期来压呈现“运储一体−初次形成−交叉融合−区域分离”4阶段演化,对比发现交叉融合层位及范围与采高呈正相关;基于椭抛带理论构建卸压瓦斯运–储区交叉融合采高效应数学模型,提出以裂隙特征参数判定运移区与储集区边界的流程,确定钻孔布置于瓦斯运移区中上部;现场试验表明,定向钻孔布置于运移区中上部时,平均瓦斯抽采量占比达52.3%,该结果验证了理论模型的适用性。研究成果为卸压瓦斯高效抽采提供了理论依据。
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关键词
采高效应
卸压瓦斯运–储区
交叉融合
覆岩裂隙
物理相似模拟
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Keywords
mining height effect
migration and storage zones of pressure relief gas
cross and fusion
fracture in the overburden
physical simulation with similar material
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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