低透气性煤层应力集中带瓦斯抽采研究.pdfVIP

2014年第5期 中州煤炭 总第221期 低透气性煤层应力集 中带瓦斯抽采研究 石 晓环 (河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454003) 一一一=墓一一一一～一 摘要 ：为 了提高低透气性煤层瓦斯抽放效率 ，研究了回采工作面煤层渗透性随采动 的变化规律 ，综合分析 了 采动应力下煤层裂隙演化规律 ，得 出了在低透气性煤层应力集 中带瓦斯抽采的必要性和可行性 。通过建立 应力集 中带裂 隙(包括原生割理、构造节理 、采动裂 隙)演化简化模 型，分析裂 隙分布方位与最大主应力、煤 层倾角的方位关系，得 出结论 ：应力集 中带煤层裂隙在采动影响下张开闭合与否，受最大主应力方向、大小影 响，进而影响煤层局部渗透性变化 ，因此在应力集 中带将瓦斯抽采钻孔布置在局部渗透性增大 区域 ，将大大 提高抽采效率。提 出了在应力集 中带裂隙发育区域抽采瓦斯是预防瓦斯动力灾害的有效措施 ，观察煤体裂 一～一一～一～一一一 隙分布发育情况是预测煤体渗透性 的一种依据 。 关键词 ：渗透性 ；应力集 中；瓦斯抽采 ；裂隙；最大主应力 中图分类号 ：TD712．6 文献标志码 ：A 文章编号 ：1003—0506(2014)05—0063—04 ResearchOilGasDrainageforStressCOncentratjOnBeltin Low-permeability CoalSeam ShiXiaohuan (SchoolofSafetyScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo 454003，China) 一一一一一一～一．一一一～一～～一一～～～一一一～一一一～一一～一 煤层渗透性是研究瓦斯在煤层 中运移的基本参 在高瓦斯解吸程度 、高渗透性 、高抽采瓦斯浓度 的区 数 ，低透气性煤层瓦斯抽放是制约煤矿安全高效 域中进行 。渗透性的变化往往跟渗透容积有关 ， 生产的主要因素。煤矿开采过程 中的瓦斯涌出、瓦 渗透容积的多少跟煤层 中裂隙发育情况有关。低透 斯抽采均与渗透性有关 ，地应力对煤 的渗透性影 响 气性煤层应力集中带瓦斯抽采钻孔能否有效抽采瓦 很大 ，很多学者关于渗透性和应力之 间的关系做了 斯与该区域局部裂隙发育有直接关系。本文在前人 大量实验 ，实验结果基本一致。随着围压的改变 ，煤 研究 的基础上 ，分析了回采1一作面前方预采煤体采 体渗透性出现规律性变化 。在采动影响下 ，工作 动影响的应力分布以及渗透性变化 ，对瓦斯抽采具 面前方应力重新分布 ，会发生很大的变形 、位移 、甚 有指导意义。 至破坏。支承压力破坏了煤体 的原生结构 ，影响煤 1 回采工作面 “三带”划分与瓦斯抽采 层孑L隙率 、瓦斯流动。而瓦斯抽放钻孔布置又要求 1．1 采前预抽与采动卸压 我国大多煤体呈现 出瓦斯含量大 、煤体强度低 、 收稿 日期 ：2014一Ol一08 作者简介 ：石晓环 (1991一)，女，河南永城人 ，河南理工大学在校本 渗透性低等特点，这对于瓦斯抽采有很大影响 。 科生 ，主要从事安全丁程专业的学习与研究工作 。 由于采动的影响，煤体 的支承压力和受力状态不断