上行开采对上组煤影响分析 .pdfVIP

学兔兔 2010年第4期 煤 炭 工 程 上行开采对上组煤影响分析 冷 峰 ，苗春光 ，曹光明 (1．北京圆之翰煤炭工程设计有限公司，北京 10~88；2．中国矿业大学(北京)，北京 100083) 摘 要：从寿阳县煤矿的煤层开采条件，上下煤层间岩性等方面，结合理论分析的基础上， 运用连续介质模型及FLAC3D计算软件对开采过程进行模拟计算，研究了上行开采过程中，上部 煤层及其项底板应力场、位移场随开采推进距离不同的变化规律，分析计算得出了上行开采过 程中，开采下组煤对上组煤产生的卸压影响范围。 关键词：上行开采；数值模拟；卸压范围 中图分类号：TD325 文献标识码：B 文章编号：1671—0959(2010)04-0005~2 1 概 述 上行开采就是指在煤层群开采过程中，先采下部煤层， 后采位于上部的煤层。在下部煤层上行开采过程中，由于 上下煤层中间岩层受到采动影响，发生移动破坏，产生裂 隙，弯曲下沉等，导致上部煤层的赋存环境发生了变化。 如煤层厚度，层间应力，以及煤层顶底板位移等都发生了 程度不同的变化。 针对煤层群采用上行开采，煤层间距及埋深是影响上 行开采效果的两个重要参数。煤层间距的不同，对上方煤 层的影响程度也不同。 图1 推进100m时9号煤底板的垂直位移 寿阳县煤矿主要可采煤层为三层，由上到下分别为8 号、9号、15号。8号煤层平均厚1．6m；9号煤层位于8号 煤层之下，平均厚2．8m，属高瓦斯煤层；15号煤层平均厚 4m。各煤层的层位及厚度稳定性好。上部9号煤层与下部 15号煤层平均间距66m，煤层瓦斯存储特征属于 “两低一 高”，即：煤层瓦斯压力低，煤层透气性低，煤层瓦斯吸附 能力强，大量科研实践表明，对于 “两低一高”型煤层瓦 斯只有受到采动影响下，围岩发生变形、断裂后才会有大 量的瓦斯运移。因而，认为在15号煤层采用上行开采法开 采的过程中，开采活动对9号煤层的煤岩应力，煤层厚度 及瓦斯赋存状态会产生一定的影响。 图2 推进200m时9号煤底板的垂直位移 2 下部煤层对上部煤层影响的数值分析 根据建立的三维模型，分析上行开采15号煤层对上方 渐递减。随着15号煤层开采工作面沿走向不断推进，9煤 底板位移下沉的最大值区域也随之沿走向移动，位移最大 8，9煤层产生的影响。随着下部煤层工作面推进不同距离 时9号煤位移的变化如图1和图2所示。 区域对应下方15号煤采空区中部区域。 从图1和图2可以看出，随工作面沿走向推进距离的 随着下部煤层工作面走向推进不同距离时9号煤应力 增大，9号煤底板的垂直位移也不断增大，煤层沿倾向中 变化如图3和陶4所示。 部的位移量最大，上下两侧较为对称，四周位移变化量逐 从图中可以分析得出，随着15号煤层工作面推进距离 收稿日期：2o09—11—10 作者简介：冷 峰(1970一)，男，贵州六盘水人，高级工程师，1991年毕业于西安科技大学，现任北京圆之翰煤炭工 程设计有限公司采矿室主任，主要从事煤矿设计工作。 5 学兔兔 煤 炭 工 程