【摘 要】
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煤与瓦斯突出已经严重影响了现代矿井的安全生产,而防治它的最有效经济的区域性措施是进行保护层开采,对此更有必要深入研究。本文以淮南矿业有限责任公司望峰岗谢一矿被保护
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煤与瓦斯突出已经严重影响了现代矿井的安全生产,而防治它的最有效经济的区域性措施是进行保护层开采,对此更有必要深入研究。本文以淮南矿业有限责任公司望峰岗谢一矿被保护层B8为研究对象,采用现场考察结合理论分析及数值模拟分析的方法,主要研究内容如下:(1)保护层开采后附近的应力场、位移场、瓦斯压力场及瓦斯流动理论分析本文依据保护层开采固气耦合模型建立所涉及的理论知识,结合COMSOL软件具体的模块应用中的方程对这些基本理论、基本公式进行了介绍和分析,并推导了固气耦合中几个重要变量之间的关系表达式。(2)保护层开采后数值模拟结果分析在理论分析与数值模拟的基础上,建立煤岩体变形与瓦斯流动的固气耦合模型,利用COMSOL5.0软件对瓦斯流动进行了模拟,分析了被保护层B8的应力场、位移场及瓦斯运移规律,以及其中气固耦合的变量参数-体积应变与孔隙率的变化规律。同时模拟了保护层开采时加入钻孔抽采的情况,对比分析未加钻孔抽采时瓦斯压力场及被保护层B8瓦斯压力的变化。根据煤层法向膨胀变形量可得数值模拟沿倾向与沿走向的卸压角,这对实际现场钻孔抽采具有指导意义。(3)上保护层开采现场测试本文以望峰岗谢一矿为研究点,B9b煤层为上保护层开采,其下方B8煤层为被保护层。介绍了瓦斯压力与瓦斯含量的测量方法与过程,观测了煤层开采过程中煤瓦斯压力和瓦斯含量的变化规律,确定了卸压角,并与模拟所得卸压角进行对比分析。
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