保护层开采上覆煤岩变形移动及瓦斯抽采效果.docVIP

保护层开采上覆煤岩变形移动及瓦斯抽采效果摘 要：根据潘三矿东四采区实际开采条件和回采工艺，运用数值模拟和现场试验相结合的方法，分析了近水平煤层保护层开采过程中被保护层应力、变形量、透气性系数在保护层开采过程中的演化机制。结果表明：保护层开采过程中，被保护层存在未受影响区（原始应力区）、增压区、过渡卸压区、稳定卸压区和重新压实区，被保护层边界区域附近过渡卸压区内的透气性系数为原始透气性系数的30倍左右，煤体应力下降，产生了一定的膨胀变形，大大提高了瓦斯抽采效果。 关键词：采矿工程；保护层；瓦斯抽采 中图分类号：TD853.3∶TD712.6文献标识码：A 文章编号：1672-1098(2012)02-0035-06 收稿日期：2012-04-25 作者简介：方昌才（1963-），男，安徽桐城人，高级工程师，学士，从事矿井通风安全工作。 The Deformation Characteristic of overlying coal/rock and Gas Drainage Effect with Protective Seam Mining Fang chang-cai (Pansan Coal Mine, Huainan Mining Group Co. Ltd., Huainan Amnhui 232000, China) Abstract:According to the geologic conditions and miningg technology of pansan coal mine, the evolution mechnism of stress, permeability and deformation in process of protective coal seam mining are investigated. The results show that there are five zones in the protected coal seam during protective seam mining, which are unaffected zone, pressure increased zone, transitional stress releaf zone, stablized stress releaf zone，re-compacted zone. Permeability of proteted seam in protected boundary areas increases 30 times than original permeability. Decrease of stress in coal seam results in a certain degree of swelling deformation, which greatly improve effect of gas extraction. Key words:mining engineering; protective seam mining; gas extraction 我国保护层开采过程中，保护效果的考察，特别是保护边界的确定是沿用前苏联的相关参数与指标［1］。这与我国煤矿保护层开采的实际情况有一定的出入。根据近年来我国关于保护层开采的研究表明，前苏联关于保护层保护边界的划分偏于保守，特别是在目前地面钻孔广泛运用的前提下，被保护范围边界区域煤岩及瓦斯变化特征的研究对合理保护范围的确定更有其现实意义。 保护层开采作为最有效的区域防突措施，一直是国内外学者研究的热点。文献［2-3］分别应用数值模拟和相似模拟的方法得出下保护层开采过程中，被保护层卸压范围、膨胀变形、应力分布和透气性系数的变化。文献［4］运用损伤透气性耦合演化方程，研究了保护层开采过程中卸压瓦斯流动的机理。文献［5-7］对于煤与远程卸压瓦斯安全高效共采、上覆远程卸压岩体移动特性与瓦斯抽放技术、保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律、高瓦斯特厚煤层煤与卸压瓦斯共采和软低透煤层群瓦斯抽采理论与技术进行了系统的研究，为煤与瓦斯共采指明了方向。但是，关于近水平远距离保护层开采过程中，被保护层边界区域煤岩及瓦斯压力变化规律的研究尚不多见。 1 煤岩体变形移动及保护范围 1.1 试验区概况 17171(1) 保护层工作面位于潘三矿东四采区，工作面走向长度1 200 m，倾向长度240 m， 埋深为-722～-752 m， 开采11-2煤层， 平均倾角为5°，平均煤厚2 m，保护13-1煤层，13-1煤层位于11-2煤层上方，平均层间距72 m，被保护层原始瓦斯含量为12～22 m3/t，瓦斯