【摘要】：為掌握采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓帶的分布特征,提出了基于側(cè)向支承壓力的煤層瓦斯卸壓帶邊界判定方法,并采用數(shù)值模擬手段,對(duì)采空區(qū)側(cè)向支承壓力的演化規(guī)律進(jìn)行了模擬研究。結(jié)果表明:采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓帶寬度隨煤層采高、工作面斜長的的增加而增大,但受煤層采高影響最為明顯;緩傾斜煤層采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓帶寬度不能完全覆蓋沿空掘巷實(shí)體煤側(cè)15 m范圍煤體,仍需對(duì)巷道實(shí)體煤側(cè)15 m范圍煤體執(zhí)行區(qū)域綜合防突措施。
【圖文】：

第48卷第5期2017年5月SafetyinCoalMinesVol.48No.5May.2017以采空區(qū)側(cè)向支承壓力峰值點(diǎn)位置作為采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓帶邊界的判定指標(biāo)（圖1）。圖1采空區(qū)側(cè)向支承壓力與煤體瓦斯卸壓解吸空間關(guān)系圖2采空區(qū)邊界瓦斯卸壓帶數(shù)值模擬及分析2.1模擬模型數(shù)值模擬采用數(shù)值模擬軟件UDEC3.0。UDEC是一種處理不連續(xù)介質(zhì)的二維離散元程序，目前比較理想的模擬巖層破斷后移動(dòng)變形規(guī)律的數(shù)值模擬軟件。試驗(yàn)采用永煤公司某礦22203工作面作為模擬建模條件，為定性說明問題，對(duì)建模地質(zhì)條件做了簡化處理，模型取自采面傾向剖面，將模型設(shè)置為水平模型，模型長360m，高95.5m，上部載荷按埋深300m加載。模型中各煤巖層物理力學(xué)參數(shù)見表1。實(shí)驗(yàn)?zāi)M方案分為2個(gè)，方案1考察因素為煤層采高，煤層采高分為2、3、4、5、6m，工作面面長定為160m，其他條件不變；方案2考察因素為工作面面長，工作面面長分為60、80、100、120、140、160m，煤層采高定為4m，其他條件不變。2.2模擬結(jié)果分析為考察22203綜采工作面采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓帶的分布規(guī)律，在模型開采煤層中布置垂直應(yīng)力測(cè)線，對(duì)煤層開采以后支承壓力的分布進(jìn)行觀測(cè)分析。2.2.1方案1觀測(cè)結(jié)果不同采高條件時(shí)支承壓力分布特征如圖2，煤層采高變化時(shí)采空區(qū)側(cè)向支承壓力峰值點(diǎn)到煤壁距離見表2。從圖2和表2可以看出，當(dāng)煤層采高變化時(shí)，采空區(qū)側(cè)向支承壓力峰值點(diǎn)到煤壁的距離發(fā)生了明顯變化。當(dāng)采高為2m時(shí)，采空區(qū)左右兩側(cè)的支承壓力峰值點(diǎn)到煤壁的平均距離為8.9m，當(dāng)采高為6m時(shí)，采空區(qū)左右兩側(cè)的支承壓力峰值點(diǎn)到煤壁的平均距離為19.1m。由此可知，隨著采高的不斷增加，采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓解吸帶寬度也逐漸增大；不同采高條件時(shí)采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓解吸帶寬度的變化趨勢(shì)如圖3，隨著采高?

長360m，高95.5m，上部載荷按埋深300m加載。模型中各煤巖層物理力學(xué)參數(shù)見表1。實(shí)驗(yàn)?zāi)M方案分為2個(gè)，方案1考察因素為煤層采高，煤層采高分為2、3、4、5、6m，工作面面長定為160m，其他條件不變；方案2考察因素為工作面面長，工作面面長分為60、80、100、120、140、160m，煤層采高定為4m，其他條件不變。2.2模擬結(jié)果分析為考察22203綜采工作面采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓帶的分布規(guī)律，在模型開采煤層中布置垂直應(yīng)力測(cè)線，對(duì)煤層開采以后支承壓力的分布進(jìn)行觀測(cè)分析。2.2.1方案1觀測(cè)結(jié)果不同采高條件時(shí)支承壓力分布特征如圖2，煤層采高變化時(shí)采空區(qū)側(cè)向支承壓力峰值點(diǎn)到煤壁距離見表2。從圖2和表2可以看出，當(dāng)煤層采高變化時(shí)，采空區(qū)側(cè)向支承壓力峰值點(diǎn)到煤壁的距離發(fā)生了明顯變化。當(dāng)采高為2m時(shí)，采空區(qū)左右兩側(cè)的支承壓力峰值點(diǎn)到煤壁的平均距離為8.9m，當(dāng)采高為6m時(shí)，采空區(qū)左右兩側(cè)的支承壓力峰值點(diǎn)到煤壁的平均距離為19.1m。由此可知，隨著采高的不斷增加，采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓解吸帶寬度也逐漸增大；不同采高條件時(shí)采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓解吸帶寬度的變化趨勢(shì)如圖3，隨著采高的增加采空區(qū)側(cè)向瓦斯卸壓解吸帶寬度也逐漸增大，，且增大趨勢(shì)逐漸減緩，整體呈對(duì)數(shù)分布形態(tài)。2.2.2方案2觀測(cè)結(jié)果不同工作面斜長條件時(shí)支承壓力分布特征如圖表2層采高變化時(shí)采空區(qū)側(cè)向支承壓力峰值點(diǎn)到煤壁距離采高/m左側(cè)/m右側(cè)/m平均/m最大應(yīng)力集中系數(shù)29.38.48.93.14313.914.714.33.19415.614.815.23.23517.317.917.63.26618.719.519.13.27表1巖層物理力學(xué)性質(zhì)巖層名稱彈模E/GPa泊松比μ抗拉強(qiáng)度σt/MPa材料法向剛度/109（Pa·m-1）材料切向剛度/109（Pa·m-1）粉砂巖粗砂巖細(xì)砂巖中砂巖煤

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