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强突煤层群非连续开采应力叠加特征与瓦斯分区精准防治
被引量：
3
1
作者
王亮
郑思文
+2 位作者
陆壮
蒋长宝
刘超
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期934-945,共12页
随着浅部煤层及易开采煤层资源的日渐枯竭,许多老旧矿井由于煤层复杂瓦斯赋存情况及前期不合理的采掘规划,后续开采的邻近层工作面受应力叠加影响,瓦斯治理困难。以芦岭煤矿Ⅱ944工作面为研究对象,利用数值模拟方法分析了上下突出邻近...
随着浅部煤层及易开采煤层资源的日渐枯竭,许多老旧矿井由于煤层复杂瓦斯赋存情况及前期不合理的采掘规划,后续开采的邻近层工作面受应力叠加影响,瓦斯治理困难。以芦岭煤矿Ⅱ944工作面为研究对象,利用数值模拟方法分析了上下突出邻近层非连续回采后遗留煤柱形成的工作面叠加应力分布状态,通过理论分析获得应力集中区渗透率分布特征,基于此提出了“灾害分区,精准防治”关键技术。研究结果表明:Ⅱ944工作面应力分布呈现非连续时空分区分布状态,上下邻近层先后回采留设煤柱的时空顺序发生变化时,会导致中间煤层的低应力集中区转变为强显现的应力集中区、卸压区转变为应力集中区,因此,可将这些区域划分为卸压区、局部卸压区和应力集中区。应力集中区的最大垂直应力达到102MPa,渗透率大幅降低。瓦斯治理前最大煤层瓦斯压力3MPa、最大瓦斯含量16.72m^(3)/t。依据应力分布、渗透率及瓦斯赋存特征,制定了针对性的分区精准瓦斯治理技术,形成保护层卸压-水力造穴-网格式预抽协同治理的工作面瓦斯精准治理模式;局部卸压区域通过网格式穿层钻孔预抽后瓦斯压力降低至0.18MPa,瓦斯含量降低至2.45m^(3)/t。应力集中区域通过水力造穴及网格式穿层钻孔预抽后瓦斯压力降低至0.15MPa,瓦斯含量降低至2.50m^(3)/t。整个回采期间未发生瓦斯超限事故,实现了非连续开采诱致叠加应力分布下的安全高效开采。上述研究对指导突出煤层群复杂工程条件的瓦斯精准治理工作具有重要意义。
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关键词
煤层群
应力集中
瓦斯
抽采
瓦斯分区治理
煤与
瓦斯
突出
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职称材料
题名
强突煤层群非连续开采应力叠加特征与瓦斯分区精准防治
被引量：
3
1
作者
王亮
郑思文
陆壮
蒋长宝
刘超
机构
煤矿灾害防控全国重点实验室
煤岩动力灾害防控理论与技术国家矿山安全监察局重点实验室
重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室
中国矿业大学力学与土木工程学院
出处
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期934-945,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(52174216)
中央高校基本科研业务费资助项目(2021YCPY0206)。
文摘
随着浅部煤层及易开采煤层资源的日渐枯竭,许多老旧矿井由于煤层复杂瓦斯赋存情况及前期不合理的采掘规划,后续开采的邻近层工作面受应力叠加影响,瓦斯治理困难。以芦岭煤矿Ⅱ944工作面为研究对象,利用数值模拟方法分析了上下突出邻近层非连续回采后遗留煤柱形成的工作面叠加应力分布状态,通过理论分析获得应力集中区渗透率分布特征,基于此提出了“灾害分区,精准防治”关键技术。研究结果表明:Ⅱ944工作面应力分布呈现非连续时空分区分布状态,上下邻近层先后回采留设煤柱的时空顺序发生变化时,会导致中间煤层的低应力集中区转变为强显现的应力集中区、卸压区转变为应力集中区,因此,可将这些区域划分为卸压区、局部卸压区和应力集中区。应力集中区的最大垂直应力达到102MPa,渗透率大幅降低。瓦斯治理前最大煤层瓦斯压力3MPa、最大瓦斯含量16.72m^(3)/t。依据应力分布、渗透率及瓦斯赋存特征,制定了针对性的分区精准瓦斯治理技术,形成保护层卸压-水力造穴-网格式预抽协同治理的工作面瓦斯精准治理模式;局部卸压区域通过网格式穿层钻孔预抽后瓦斯压力降低至0.18MPa,瓦斯含量降低至2.45m^(3)/t。应力集中区域通过水力造穴及网格式穿层钻孔预抽后瓦斯压力降低至0.15MPa,瓦斯含量降低至2.50m^(3)/t。整个回采期间未发生瓦斯超限事故,实现了非连续开采诱致叠加应力分布下的安全高效开采。上述研究对指导突出煤层群复杂工程条件的瓦斯精准治理工作具有重要意义。
关键词
煤层群
应力集中
瓦斯
抽采
瓦斯分区治理
煤与
瓦斯
突出
Keywords
coal seams group
stress concentration
gas extraction
zoning control of coal seam gas
coal and gas outburst
分类号
TD713 [矿业工程—矿井通风与安全]
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题名
作者
出处
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被引量
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1
强突煤层群非连续开采应力叠加特征与瓦斯分区精准防治
王亮
郑思文
陆壮
蒋长宝
刘超
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024
3
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