采動覆巖裂隙場演化及瓦斯運移規(guī)律研究.pdf

1、采動覆巖裂隙演化與卸壓瓦斯運移規(guī)律是“煤與瓦斯安全共采”技術(shù)的核心，也是煤礦綠色開采技術(shù)的重要內(nèi)容之一。本文以平煤十礦己15煤層為研究對象，采用FLAC3D、UDEC數(shù)值模擬軟件分別分析了采動覆巖應力場變化和裂隙場的分布規(guī)律，通過分析模擬結(jié)果提取了裂隙場的三維工程簡化模型，結(jié)合多物理場耦合分析軟件COMSOL MULTIPHYSICS，對U型和U型+走向高抽巷兩種通風系統(tǒng)下的采空區(qū)卸壓瓦斯的分布規(guī)律進行模擬，取得以下主要研究成果：

2、>　?、賹Σ煽諈^(qū)覆巖破斷離層規(guī)律進行了分析，認為在整個采場覆巖中形成了一個可滿足工程精度的、較為形象的采動裂隙矩形梯臺，而且可以把矩形梯臺近似為非均質(zhì)的多孔介質(zhì)，為在其中進行瓦斯運移規(guī)律的研究提供了理論基礎(chǔ)。
　?、谠涸嚰珣冞^程的滲透率隨著軸向應變的增加先減小后增大；原煤試件加卸載條件下，煤樣的滲透率在達到峰值強度的40％～60％突然增大，而后持續(xù)一段時間，然后在煤樣破壞段再次急劇增加；相同的圍壓和瓦斯壓力條件下，煤樣加

3、卸載條件下的峰值強度比常規(guī)三軸條件下的峰值強度要低。
　?、鄄捎肍LAC3D數(shù)值軟件分析了煤層開采后覆巖的應力分布規(guī)律以及塑性破壞形態(tài)，覆巖破壞形態(tài)沿煤層走向垂直剖面呈馬鞍狀，沿平行煤層剖面看，距煤層較近處頂板塑性破壞區(qū)為圓角矩形圈，隨著距離煤層高度的增大，頂板塑性破壞區(qū)域形態(tài)趨于橢圓形。
　?、懿捎肬DEC數(shù)值模擬軟件分析覆巖垮落后的形態(tài)。根據(jù) UDEC模擬的垮落形態(tài)圖，結(jié)合前人的研究成果，勾畫出了采動裂隙矩形梯臺的三維空