近距離煤層群下保護(hù)層開(kāi)采瓦斯運(yùn)移規(guī)律及抽采研究.pdf

1、近距離煤層群下保護(hù)層開(kāi)采條件下工作面瓦斯治理是制約生產(chǎn)安全的難題。本文以貴州盤江精煤股份有限公司金佳礦近距離煤層群下保護(hù)層開(kāi)采瓦斯治理為工程背景，采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、理論分析、數(shù)值模擬等手段，分析了下保護(hù)層開(kāi)采后上覆巖層的應(yīng)力分布、移動(dòng)變形及破壞情況，在此基礎(chǔ)上研究了下保護(hù)層開(kāi)采卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律，研究結(jié)果如下:
　　(1)分析保護(hù)層開(kāi)采覆巖“三帶”的形成，得出11223工作面開(kāi)采覆巖的冒落帶和裂隙帶最大高度分別約為6m和15.5m(±4

2、m)。運(yùn)用彈塑性力學(xué)，建立采場(chǎng)上覆巖層力學(xué)模型，對(duì)11223采空區(qū)上方13m處巖梁處應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，得出離采空區(qū)中心0～60內(nèi)為應(yīng)力降低區(qū)，75～130m范圍內(nèi)則為應(yīng)力集中區(qū)，離采空區(qū)中心0～75m范圍內(nèi)均出現(xiàn)了不同程度的下沉。根據(jù)瓦斯運(yùn)移理論分析了11223工作面瓦斯運(yùn)移動(dòng)的基本規(guī)律。
　　(2)采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件對(duì)11223工作面開(kāi)采過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果表明:下保護(hù)層開(kāi)采過(guò)程中，上覆巖層經(jīng)歷了應(yīng)力集中、應(yīng)力降低、應(yīng)力

3、恢復(fù)的過(guò)程;上覆巖層部分區(qū)域產(chǎn)生明顯的變形和沉降，隨著工作面的推進(jìn)，沉降范圍和程度逐步增大，尤其以采空區(qū)中部上覆巖層變形沉降較大，由采空區(qū)中部向切眼和工作面煤壁處及兩側(cè)煤壁處，變形和沉降量逐步減小;上覆巖層中應(yīng)力降低區(qū)和塑性區(qū)在煤層層面的分布為橢圓形;采空區(qū)中部及四周分別以拉伸和剪切破壞為主，在采空區(qū)上方形成“回”字型圍巖裂隙圈。
　　(3)利用FLUENT數(shù)值模擬軟件分析了U型通風(fēng)、U型通風(fēng)+采空區(qū)埋管、U型通風(fēng)+高抽巷及U型通

4、風(fēng)+高抽巷+采空區(qū)埋管四種不同條件下的瓦斯運(yùn)移規(guī)律，結(jié)果表明:U型通風(fēng)條件下工作面瓦斯涌出較大，上隅角瓦斯?jié)舛容^高，因此必須增加瓦斯抽采措施;U型通風(fēng)+采空區(qū)埋管條件下更多的瓦斯隨抽采風(fēng)流在回風(fēng)側(cè)集聚，這就會(huì)造成工作面瓦斯涌出增大與上隅角瓦斯?jié)舛壬摺型通風(fēng)+高抽巷條件下工作面瓦斯涌出得到了一定程度的降低，但是由于高抽巷自身位置的制約，它不能有效抽采采空區(qū)下部鄰近回風(fēng)巷一帶集聚的高濃度瓦斯，所以依然不能有效解決工作面瓦斯涌出和上隅角瓦