保护层开采上下被保护煤层卸压效应研究

采用FLAC3D对保护层开采围岩应力分布进行了数值模拟,得出保护层开采围岩卸压特征和上下被保护层倾向卸压范围。结果表明:在倾斜剖面中保护层采空区上方中部偏上区域围岩卸压效果最好,保护层上方采动影响范围沿保护层法线方向可达60 m左右,保护层下方采动影响范围沿保护层法线方向可达40 m左右,保护层对上被保护层上部影响角为75°,下部影响角为48°,保护层对下被保护层上部影响角为60°,下部影响角为42°,研究结果可为矿井煤与瓦斯突出防治工作提供科学依据。     

保护层开采上覆煤层变形特性数值模拟

基于岩石破裂损伤理论和有限元计算方法,利用RFPA应用系统模拟分析了保护层开采过程中,被保护层层厚变形规律、煤层水平变形特征和保护层与被保护层之间的相对层间距对被保护层保护效果的影响,认为随着保护层采煤工作面向前推进,被保护层垂直变形呈现 “M”型分布;卸压区煤层水平变形呈现拉抻和挤压状态,增加该区域煤体机械破坏,有利于被保护层次生裂隙的发育;相对层间距对被保护层卸压变形产生较大影响,相对层间距愈大,其变形量减小,不利于煤层离层裂隙和破断裂隙的产生.对数值模拟结果与现场实际测定结果进行对比分析,两者基本吻合.     

远距离上保护层开采保护效果分析

以红菱煤矿西三采区上保护层开采为工程背景,通过总结保护层7煤工作面瓦斯涌出量的变化规律,结合现场实测的12煤瓦斯压力,对远距离条件下上保护层开采的保护垂距进行了考察.结果表明:被保护层12煤虽处于理论计算的最大保护垂距范围外,但仍能得到一定程度的卸压,部分卸压瓦斯可通过采动产生的层间裂隙上浮运移至保护层工作面.这为红菱煤矿远距离条件下上保护层开采的可行性提供了数据支持.     

同安煤矿远距离上保护层开采保护效果初探

以同安煤矿远距离上保护层开采作为研究对象,通过测定同安煤矿下部15#突出煤层瓦斯压力、瓦斯流量、煤层透气性和煤层相对变形等参数变化情况,研究该矿5#煤层作为上保护层对下部15#煤层的防突保护效果。结果表明:下保护范围内的15#煤层原始瓦斯压力显著下降,煤层相对变形增加到2.41‰,瓦斯流量增加了67倍,透气性系数增加了115倍。5#远距离上保护煤层对下部15#被保护煤层起到了较好的保护作用。     

近距离煤层群下保护层开采卸压保护效果研究

为了防治石屏一矿近距离煤层群开采过程中存在的煤与瓦斯突出风险,运用FLAC3D数值模拟软件分析了11025下保护层开采对上覆C19主采煤层卸压保护效果。研究结果表明:平均厚度1.3 m的下保护层开采后,距离20.9 m的上覆煤层应力释放呈现很强的分区分带性,采场中部一定范围内的应力明显降低,靠近采场边缘应力增大,中心最大位移量约为440 mm。基于法向应力和膨胀变形率指标确定煤层倾向方向卸压角运输巷侧为δ1=60.4°,风巷侧为δ2=67.9°,走向方向两端卸压角δ3=δ4=58.7°。下保护层开采后,卸压范围内C19主采煤层透气性系数提高7倍,最高瓦斯抽采速率1.13 m3/min,瓦斯压力降为0,起到了良好的卸压保护效果。     

近距离保护层开采瓦斯治理效果

考察了平煤五矿近距离保护层开采瓦斯治理效果,结果表明,近距离保护层开采使突出煤层的瓦斯含量、瓦斯压力急剧降低,钻孔初始瓦斯流量增大,衰减系数显著减小,大量瓦斯被释放,有效地消除了被保护层煤与瓦斯突出的危险性,为安全高效开采提供了技术保障.     

保护层开采被保护煤层自卸压效果分析

为了实现矿井具有突出危险82煤层的安全高效开采,根据矿井煤层群赋存及突出危险性情况,进行了保护层开采试验。被保护82煤层经过自卸压后,通过其掘进过程的突出危险预测指标和残余瓦斯含量考察情况分析认为被保护82煤层自卸压效果明显,已经达到了区域性防治82煤层煤与瓦斯突出的目标。     

祁东煤矿远距离上保护层开采保护效果分析

为了保障祁东煤矿具有突出危险的9煤层的安全开采,根据矿井煤层群赋存条件及突出危险性的情况,采取了远距离上保护煤岩层开采结合被保护9煤层底板穿层钻孔卸压瓦斯抽采相结合的治理措施.结果表明,采取上述措施后,9煤层的瓦斯压力由3.3 MPa降为0.2 MPa,瓦斯含量由11.2 m3/t降为3.2～6.5 m3/t,煤层膨胀变形量达到1.7%,煤层透气性系数增大1 484倍,达到了区域性防治9煤层煤与瓦斯突出的目标.     

良庄煤矿上保护层开采卸压机理与保护范围数值模拟研究

以良庄煤矿3213、3214上保护层工作面为工程背景,研究分析了上保护煤层开采卸压机理,为确定上保护煤层开采后下部保护范围,运用FLAC3D数值模拟软件模拟了实际地质条件下保护层开采行为。研究表明：随上保护层开采范围的增加,底板一定范围内的煤岩层在采空区内部呈现卸压,卸压区内卸压效果明显,卸压范围逐渐增大,应力分布由“V”型分布逐渐变为“U”型分布,但边界处应力集中情况逐渐增大,应力峰值与范围增加。通过综合经验法和卸压准则判定法得到3414工作面合理布置：3414工作面内错3214切眼位置19 m,停采线位置内错19 m,运煤巷内错17 m。     

上保护层开采双工作面卸压数值模拟

为了研究上保护层双工作面开采后被保护层的卸压保护情况,结合祁南煤矿82采区上保护层顶底板岩层物理力学参数和地质特征,采用FLAC3D软件模拟了上保护层双工作面6123与6125推进过程中应力场和变形场的演化特征,获得了被保护层7225与7227工作面最大主应力和变形随上保护层双工作面推进的变化特征;并根据《防突细则》中...     

远程下保护层开采煤岩卸压效应研究

基于保护层开采覆岩移动破坏特征,分析了远程下保护层开采煤岩卸压的可行性,采用FLAC2D数值模拟软件对被保护煤层的应力分布特征、煤厚变形规律、水平位移规律、卸压范围及卸压角进行了研究。结果表明：下保护层开采时,断裂带高度已发育到被保护层,煤层产生膨胀变形,生成大量的次生裂隙,使被保护煤层产生不同程度的卸压,同时水平位移的产生也有利于煤层透气性增加。在走向方向上,被保护层向保护层采空区方向内错约30 m,煤层进入稳定膨胀变形区,走向有效卸压角的大小为66°左右。研究结果应用于工程实践后,淮南某矿13-1煤层瓦斯压力由原来的4.4 MPa变为卸压后的0.7 MPa,煤层透气性系数增大了1 061倍,表明该方法是较好的区域性防突措施。     

缓倾斜煤层开采上保护层卸压抽采瓦斯数值模拟分析

在建立煤岩体变形和瓦斯流动方程的基础上,运用COMSOL Multiphysics数值模拟软件模拟了谢一矿C_(15)上保护层开采后下方的C_(13)被保护层应力分布和瓦斯运移规律,系统研究了上保护层开采后下伏煤岩体的位移分布特征、卸压瓦斯运移规律及瓦斯抽采情况,可为卸压瓦斯抽采钻孔布置提供参考。     

大湾煤矿保护层开采数值模拟研究

结合大湾煤矿远距离保护层的开采条件,应用FLAC3D软件建立相应的数值模型,模拟在开采2#煤层时,对具有严重突出危险性的11#煤层的保护效果,根据应力、应变分布情况计算相应的卸压角和保护范围,为大湾煤矿进行保护层效果考察工作和安全开采11#煤层提供理论指导。     

近距离上保护层开采卸压保护效果研究

为了研究近距离上保护层开采对被保护层的卸压保护效果,对被保护层的残存瓦斯参数、煤层透气性系数等指标进行测定。结果表明,保护层开采后被保护层的残存瓦斯压力和瓦斯含量都远低于原始数值,工作面突出危险性指标都小于临界值。     

双层被保护层的上保护层开采岩层移动和卸压规律数值模拟

为了研究上保护层开采对双层被保护层卸压规律和位移变化规律,依据平煤一矿戊组煤层地质赋存特点,通过COMSOL5.2软件模拟并分析了上保护层开采后双层被保护层应力场及塑性应变区分布情况,计算得到沿走向方向和倾向方向上的卸压角。其中被保护层戊_9煤层沿走向上的卸压角为51.59°,戊_(10)煤层沿走向上的卸压角为53.42°;保护层戊_8煤层沿倾向下侧的卸压角为72.39°,沿倾向上侧的卸压角为70.35°。     

远距离下保护层开采的保护效果数值分析

 摘 要：开采保护层是预防煤与瓦斯突出最有效、最经济的区域性防突措施。针对向阳煤矿远距离下保护层开采问题,理论分析了远距离下保护层开采的可行性及科学性;运用计算机数值模拟的方法,模拟远距离下保护层开采过程中被保护层的应力分布规律和膨胀变形程度,分析层间距与岩层岩性对开采保护层保护效果的影响,得出远距离下保护层开采对被保护层的保护效果。计算分析认为：开采保护层一1煤层对被保护层二1煤层起到了一定的保护效果,结合保护层开采和瓦斯预抽采可以实现有效消突。     

上保护层开采下伏煤岩体应力卸压规律力学分析

在分析上保护层开采卸压作用与防突机理基础上,利用弹性力学理论建立了上保护层开采下伏煤岩体应力变化力学模型,推导了底板任意一点应力分布计算方程,依据MohrCoulomb准则给出了底板煤岩体破坏判据。结合平煤十二矿己14-己15煤层联合开采工程案例,研究了开采上保护层底板裂隙发育深度与采高的关系,分析了不同上保护层采高条件下裂隙发育与突出煤层应力卸压规律。研究表明:随着底板深度的增加,下伏煤岩体卸压程度越来越低,卸压范围逐渐缩小,应力分布由浅部的"U"型逐渐过渡为深部的"V"型;当保护层己14-31010工作面设计采高为2.0 m时,下伏己15突出煤体裂隙发育,应力卸压率接近90%,保证卸压效果的同时可兼顾经济与社会效益。工程实例显示:己14上保护层开采后,下伏己15突出煤层瓦斯压力由1.78 MPa下降至0.35 MPa,降幅高达81%,与应力卸压理论计算结果相符。     

近距离保护层开采对被保护层防突效果分析

开采保护层是防治煤与瓦斯突出重要的区域性措施之一,也是最经济、最有效的手段.以王行庄煤矿保护层开采试验为例,进行保护层开采的理论分析和现场试验结果的对比分析.对11051工作面受保护前后和保护范围内外的预测指标进行了对比分析,得出保护层开采后受保护工作面的预测指标均降到临界值以下,取得了良好的防突效果,同时也建立了一套可行的、普遍适用的对被保护层突出危险性进行评价的方法.     

新庄孜矿52210工作面上保护层开采技术研究

根据保护层开采理论,对新庄孜煤矿52210工作面上保护层开采技术进行现场考察,考察结果表明,B10煤层上保护层开采对B8煤层被保护层突出危险性消除效果明显。试验结果对类似开采条件的矿井防治煤与瓦斯突出及瓦斯综合治理具有一定指导意义。     

红菱煤矿开采保护层后煤岩体采动裂隙分布的数值模拟研究

以沈煤集团红菱煤矿保护层开采为工程实例,通过开采11#煤层,对存在煤与瓦斯突出的7#煤层和12#煤层进行卸压,研究保护层开采后采动裂隙分布规律。通过FLAC3D模拟采动后应力场和位移场变化情况、塑性区分布范围,分析了保护层开采后煤岩体采动裂隙的分布规律。