土朱礦上保護(hù)層開采保護(hù)范圍及瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究.pdf

1、煤與瓦斯突出是煤礦最為嚴(yán)重的災(zāi)害之一，而保護(hù)層開采是防治煤與瓦斯突出的有效措施。本文結(jié)合了彈塑性力學(xué)、巖體力學(xué)、滲流力學(xué)等相關(guān)理論，以土朱礦上保護(hù)層開采為工程背景，分析了上保護(hù)層開采后，底板巖層的應(yīng)力分布、移動(dòng)變形、被保護(hù)層滲透率分布，在此基礎(chǔ)上研究了上保護(hù)層開采的保護(hù)范圍及瓦斯運(yùn)移規(guī)律。
　　在前人的基礎(chǔ)上，運(yùn)用彈塑性力學(xué)，建立采場(chǎng)底板力學(xué)模型，分析得出了采場(chǎng)底板應(yīng)力變化、位移變化規(guī)律及被保護(hù)層滲透率分布規(guī)律。
　　(1)

2、在遠(yuǎn)離采空區(qū)的地方不受采動(dòng)影響為原始應(yīng)力區(qū);在采空區(qū)兩端煤柱上，產(chǎn)生了應(yīng)力的集中為應(yīng)力集中區(qū);在采空區(qū)下方一定范圍內(nèi)，應(yīng)力是降低的為應(yīng)力降低區(qū)，并隨著工作面的推進(jìn)采空區(qū)后方應(yīng)力逐漸恢復(fù)。隨著層間距的增加，采動(dòng)對(duì)底板的影響不斷減少。
　　(2)分析了采場(chǎng)底板巖層位移變化情況，在應(yīng)力集中區(qū)巖層下沉，在應(yīng)力降低區(qū)巖層發(fā)生底鼓現(xiàn)象，在采空區(qū)底板下方被保護(hù)層處最大位移量超過100mm，并且位移量隨著層間距的增加而減少。
　　(3)對(duì)土

3、朱煤礦保護(hù)范圍進(jìn)行了分析，并擬合了上保護(hù)層開采保護(hù)范圍曲線，指出土朱礦3煤開采后，沿走向方向卸壓角在39.4°～69.8°之間，傾斜方向卸壓角為75.43°左右。
　　(4)通過應(yīng)力與滲透率的關(guān)系得出了保護(hù)層開采后土朱礦5煤層滲透率的分布規(guī)律，并分析了瓦斯流動(dòng)通道。
　　分別利用FLAC3D軟件、COMSOL軟件對(duì)土朱礦保護(hù)層開采過程中圍巖應(yīng)力、位移的變化規(guī)律及被保護(hù)層瓦斯運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬。
　　(1)模擬了土朱

4、礦上保護(hù)層開采過程中底板應(yīng)力變化及位移變化規(guī)律，并根據(jù)底板應(yīng)力的分布劃定了保護(hù)范圍，在走向方向上卸壓角為52.36°～61.89°;在傾斜下方為73.2°，傾斜上方為74°。
　　(2)模擬土朱礦上保護(hù)層開采過程中，被保護(hù)層瓦斯運(yùn)移規(guī)律。開采20m后，被保護(hù)層最低瓦斯壓力降低到了1.125MPa;開采40m時(shí)，被保護(hù)層最低瓦斯壓力降低為0.65MPa;開挖60m后，被保護(hù)層最低瓦斯壓力降低到了0.5MPa。
　　針對(duì)土朱煤礦