低透气性煤层群保护层开采卸压瓦斯综合治理技术

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:chenzj071
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目前我国大多数矿井属于高瓦斯矿井。随着煤炭开采深度和产量的不断增加,煤层瓦斯含量也随之增大,突出危险性增加,严重影响和制约着井下职工的人生安全和矿井的安全生产。而且大部分矿井的煤层具有透气性低,煤层瓦斯含量大和围岩压力高等特点,高瓦斯矿井瓦斯抽采效果不理想,不能彻底排除瓦斯事故的隐患。通过不断的实践得出,煤层开采会引起周围岩层变形移动,煤层的透气性会增大数十倍甚至数百倍,围岩产生的大量裂隙为瓦斯运移和抽采提供了有利的条件。因而,在煤层群开采条件下,利用下保护层开采的采动效应来提高卸压煤层的透气性,同时对卸压煤层进行瓦斯抽放,这是目前实现区域性预防煤与瓦斯突出和低透气性煤层瓦斯治理最简单、最有效和最经济的措施。本文首先阐述了保护层开采卸压的基本理论,证明了保护层开采后造成覆岩层膨胀移动变形,形成大量的裂隙,产生卸压增透效应,为瓦斯解析-扩散-渗流提供了良好通道,形成瓦斯富集区。并提出保护层开采的同时对被保护层进行卸压抽放的煤与瓦斯共采的新理论。其次,文章根据长平矿四盘区的基本情况,利用FLAC-2D数值模拟软件,模拟8#煤开采后上覆岩层移动变形规律和应力变化规律及3#煤的膨胀变形效果,从煤层透气性、煤层顶底板相对变形规律以及应力变化等因素来测评保护层开采的效果。然后,文章根据模拟分析的结果和现场数据制定了保护层开采卸压瓦斯抽放的六种方案,并结合优缺点确定了底抽巷布置普通钻机抽采卸压瓦斯方案、本煤层普通钻机抽采钻孔布置方案和8#煤层采空区埋管抽放瓦斯方案。文章最后通过对底抽巷抽采瓦斯方案的参数进行具体设定、3#煤层本煤层顺层钻孔瓦斯有效抽放半径的测定以及制定了卸压瓦斯抽采的安全保障措施,进一步完善了保护层开采卸压瓦斯抽采方案。最后提出了文章的不足以及展望。
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