近距離煤層群采動裂隙發(fā)育演化規(guī)律及其瓦斯抽采技術(shù)研究.pdf

1、我國煤礦生產(chǎn)過程中一般會產(chǎn)生瓦斯等有害氣體，采空區(qū)瓦斯突出和上隅角超限問題更是嚴重威脅到了煤礦的安全生產(chǎn)。隨著我國煤炭行業(yè)的發(fā)展，煤炭開采由原來的低瓦斯地質(zhì)條件簡單的礦井發(fā)展至高瓦斯地質(zhì)條件復雜的礦井中，高瓦斯礦井越來越多，因此，采礦引起的瓦斯排放量也逐年上升，瓦斯不僅污染了空氣，而且加劇了大氣中的溫室效應。因此瓦斯治理能減少溫室氣體排放，保護生態(tài)環(huán)境，又能降低礦井通風壓力，提高井下綜放開采的安全性。杜兒坪礦是高瓦斯礦井，該礦8＃、9＃

2、煤層間距平均9m，是典型的近距離煤層群開采，8＃、9＃煤層的工作面大都采用“U”型通風，優(yōu)點為減少巷道掘進量和保證工作面的正常銜接。在8＃煤層回采期間本煤層和9＃煤層的瓦斯同時涌出，工作面出現(xiàn)了瓦斯超限現(xiàn)象，影響了工作面正常生產(chǎn)。
　　本文針對杜兒坪煤礦8＃煤層實際開采情況，分別對煤層群采動應力場、裂隙場和瓦斯流動場進行了量化研究。從煤層群采動應力場分析8＃煤層回采過程中卸壓區(qū)范圍，初步掌握了杜兒坪8＃煤層圍巖應力應變狀態(tài)和塑性破

3、壞范圍;然后根據(jù)原生裂隙在不同應力狀態(tài)下的發(fā)育擴展規(guī)律，建立了相應的數(shù)值模型對煤層群采動裂隙發(fā)育演化規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究，從圖形中得到了8＃煤層頂?shù)装辶严都袇^(qū)域，掌握瓦斯在圍巖裂隙中可能的流動趨勢和各區(qū)域瓦斯的流態(tài)，尋找瓦斯可能富集的區(qū)域;運用Fluent模擬回采過程中只用“U”型通風得到的采空區(qū)內(nèi)瓦斯?jié)舛仍茍D和等值線圖，分析煤層上覆巖層裂隙帶中存在高濃度瓦斯富集區(qū)，提出了距離工作面高45m、回風巷內(nèi)側(cè)30-40m處為瓦斯?jié)舛茸罡叩膮^(qū)

4、域，用模擬的方法驗證在該處布置瓦斯排放巷的可行性，為采空區(qū)瓦斯治理提供了理論依據(jù)。
　　現(xiàn)場提出了“本煤層預抽、裂隙帶布置瓦斯排放巷、采動區(qū)埋管抽采”的綜合治理方案，在杜兒坪礦68301、68303、68304工作面實施該方案。方案實施后，工作面抽采量平均為20.71m3/min，抽采率平均為54.08％，治理效果明顯。由此說明，通過分析煤層群采動應力場、裂隙場、瓦斯流動場及其三者之間的相互關(guān)系，可在理論上為瓦斯治理提供一定的理論