近距离多煤层下保护层开采卸压范围及卸压瓦斯治理研究

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本文以盘江精煤股份有限公司月亮田煤矿为工程背景,采用理论分析、Flac3D数值模拟、现场考察等多种手段,分析了下保护层1318116工作面开采以后上覆煤岩层的应力变化、煤层膨胀变形及破坏情况,并探讨上覆煤层的卸压范围,在此基础上对工作面回采期间瓦斯涌出量进行分析和预测,提出工作面回采期间瓦斯治理方案并在现场实践。研究结果如下:(1)分析了下保护层开采上覆煤岩层“三带”的形成过程,得到了1318116工作开采后覆岩的冒落带和裂隙带高度;利用弹塑性力学理论得到了下保护层开采煤层和覆岩卸压分布情况;通过卸压范围的理论分析,得出下保护层开采后最大卸压范围。(2)下保护层工作面开采后上覆岩层产生了采动卸压,沿煤层倾向和走向出现了不同3个应力区域:即卸压区、升压区和应力恢复区;煤层开采导致覆岩下沉,受煤层倾角的影响,进风巷侧的下沉量比回风巷侧的下沉量略偏大,随着工作面的不断推进,形成了不同特点的分带,如垮落带、断裂带和弯曲下沉带;采空区中部出现大量的拉伸和剪切破坏区域,受到煤层的倾角,工作面开采以后导致倾向方向的塑性区分布呈现斜梯形,运输巷侧的破坏范围比回风巷侧的稍大一点,工作面停采线、开切眼和进回风巷处主要以剪切破坏为主。(3)根据1318116工作面开采的数值模拟结果,提取数据并得出最大卸压范围。(4)分析得到了影响保护层工作面瓦斯的涌出因素,采用分源预测法得出工作面及各个卸压煤层瓦斯涌出量。(5)针对下保护层开采工作面卸压瓦斯,提出了以顺层钻孔预抽瓦斯、走向高位巷瓦斯抽采、回风巷顶板穿层预抽被保护层瓦斯、回风巷留管瓦斯抽采、回风巷高位钻场钻孔瓦斯抽采的5种方法相结合来治理卸压瓦斯的方案,经现场试验表明卸压瓦斯治理效果良好。
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