紅菱煤礦上保護(hù)層開采防突理論及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、對(duì)于具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性的煤層而言,開采保護(hù)層是防治突出最為有效的措施之一。本文以沈陽煤業(yè)集團(tuán)紅菱煤礦為研究背景,針對(duì)該礦的煤層賦存及瓦斯災(zāi)害特點(diǎn),選擇極薄煤層11煤層作為保護(hù)層開采,對(duì)在開采保護(hù)層的同時(shí)抽采下被保護(hù)層12煤層的卸壓瓦斯技術(shù)進(jìn)行了研究。本文首先分析了紅菱煤礦的煤層賦存及瓦斯災(zāi)害特點(diǎn),在此工程背景上綜合利用巖石力學(xué)、彈性力學(xué)及巖體卸壓理論建立上保護(hù)層開采后采空區(qū)底板煤巖體卸壓的力學(xué)模型,進(jìn)而對(duì)保護(hù)層開采后采場(chǎng)底板巖層滲透

2、性進(jìn)行分析;利用實(shí)驗(yàn)室相似模擬試驗(yàn)及光測(cè)散斑方法,對(duì)保護(hù)層開采后圍巖采動(dòng)裂隙的演化規(guī)律進(jìn)行研究;利用FLAC3D數(shù)值模擬軟件,對(duì)保護(hù)層開采后的采動(dòng)卸壓范圍進(jìn)行了數(shù)值模擬。在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),首先進(jìn)行極薄煤層11煤層保護(hù)層開采及被保護(hù)層12煤層強(qiáng)化瓦斯抽采試驗(yàn)及考察總體方案設(shè)計(jì);開展極薄保護(hù)層11煤層開采及瓦斯涌出的治理效果考察與分析;研究下被保護(hù)層12煤層參數(shù)變化規(guī)律及進(jìn)行卸壓瓦斯強(qiáng)化抽采效果考察及分析;開展被保護(hù)層12煤層消除突

3、出危險(xiǎn)性的認(rèn)證工作。本文建立了被保護(hù)層殘余瓦斯考察方法,通過從底板巷道中向被保護(hù)層施工考察鉆孔進(jìn)行參數(shù)測(cè)定對(duì)被保護(hù)層殘余瓦斯參數(shù)進(jìn)行考察,獲得了被保護(hù)層各殘余瓦斯參數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明:通過對(duì)紅菱煤礦實(shí)施保護(hù)層開采及被保護(hù)層的卸壓瓦斯強(qiáng)化抽采措施,下被保護(hù)層12煤層變形穩(wěn)定后的膨脹變形量為7.2‰,煤層透氣性系數(shù)增加了1010倍,保護(hù)范圍內(nèi)下被保護(hù)層的瓦斯抽采率達(dá)到了77.5％,煤層瓦斯壓力由7MPa降低至0.35MPa,瓦斯含量由22