傾斜特厚煤層采空區(qū)孔隙率分布規(guī)律研究
發(fā)布時(shí)間：2021-01-30 03:02
為了研究傾斜特厚煤層綜放開采采空區(qū)孔隙率分布規(guī)律,確定采空區(qū)高位鉆孔位置,有效治理采空區(qū)瓦斯災(zāi)害,以硫磺溝煤礦9-15（06）工作面為例,采用UDEC數(shù)值模擬軟件研究采空區(qū)覆巖垮落和裂隙演化規(guī)律,根據(jù)采空區(qū)覆巖下沉量,計(jì)算得到采空區(qū)孔隙率三維分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:傾斜特厚煤層采空區(qū)覆巖位移云圖在垂直方向呈3段分布,以距離工作面底板23 m和80 m為分界線,位移矢量密度顯著降低,冒落帶高度為23 m,與經(jīng)驗(yàn)公式25 m基本一致,大于薄、中厚和厚煤層;受傾角影響,垮落矸石滑移、充填采空區(qū)下端,覆巖下沉量呈非對稱橢圓形,中上部下沉量最大;冒落帶孔隙率在上、下隅角處最大,中上部最小,隨著覆巖高度增加,采空區(qū)邊緣處和深部孔隙率差值逐漸減小。研究結(jié)果為傾斜特厚煤層采空區(qū)瓦斯抽采高位鉆孔的布置提供了理論基礎(chǔ)。
【文章來源】：中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2020,16(08)北大核心
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
數(shù)值模擬模型示意
表2 節(jié)理力學(xué)參數(shù)Table 2 Joint mechanical parameters 巖石名稱 法向剛度/GPa 切向剛度/GPa 黏聚力/MPa 內(nèi)摩擦角/(°) 泥巖 6.5 7.0 0 15 粉砂巖 7.5 7.2 1.5 20 細(xì)砂巖 8.5 8.0 1.5 30 中砂巖 8.5 8.2 1.6 30 粗砂巖 8 8 1.5 35 4-5煤 5.5 5.5 0 20 7煤 5.5 5.5 0 20 9-15煤 5.5 5.5 0 202.2 采空區(qū)覆巖“三帶”劃分
式中:h為煤層厚度,m;Δ為因丟煤引起的充填厚度,Δ=h×(1-c)×km,m;kp為巖石的碎脹系數(shù);c為總采出率;km為冒落帶頂煤碎脹系數(shù)。硫磺溝9-15(06)工作面厚度為9 m,冒落帶頂煤碎脹系數(shù)為1.1,巖石碎脹系數(shù)為1.3,總采出率為85%,計(jì)算得到冒落帶高度25 m,與通過UDEC數(shù)值模擬的23 m基本一致。結(jié)合前人研究結(jié)果,特厚煤層冒落帶高度大于薄煤層(厚度≤1.3 m)、中厚煤層(1.3 m<厚度≤3.5 m)和厚煤層(3.5 m<厚度≤8 m)[14-15]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]厚煤層采動(dòng)覆巖裂隙分布特征及卸壓瓦斯抽采技術(shù)[J]. 徐剛,王云龍,張?zhí)燔?潘紅宇. 煤礦安全. 2020(01)
[2]大傾角煤層開采覆巖破斷機(jī)制研究[J]. 肖家平,楊科,劉帥,周波. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2019(03)
[3]高抽巷治理采空區(qū)瓦斯層位研究[J]. 馬恒,王祥宇,張遵國. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2019(01)
[4]采動(dòng)裂隙橢拋帶時(shí)效誘導(dǎo)作用及卸壓瓦斯抽采技術(shù)[J]. 李樹剛,徐培耘,趙鵬翔,林海飛. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2018(09)
[5]深井大采高綜采面礦壓顯現(xiàn)及覆巖破斷規(guī)律研究[J]. 孫波,張向陽,涂敏. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2018(02)
[6]采空區(qū)上覆巖層“三帶”劃分?jǐn)?shù)值模擬[J]. 高建良,陳帥. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(01)
[7]三維采動(dòng)應(yīng)力條件下覆巖裂隙演化規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 尹光志,李星,韓佩博,李銘輝,李文璞,鄧博知. 煤炭學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]我國深部煤與瓦斯共采戰(zhàn)略思考[J]. 袁亮. 煤炭學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]多手段綜合分析特厚煤層分層開采覆巖破壞高度[J]. 張宏偉,朱峰,盛繼權(quán),韓軍,湯國水,李仕為. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2016(01)
[10]綜采面采空區(qū)孔隙率分布規(guī)律數(shù)值研究[J]. 張學(xué)博,程紅軍,靳曉敏. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2015(09)
博士論文
[1]緩傾斜煤層采動(dòng)卸壓瓦斯儲運(yùn)優(yōu)勢通道演化機(jī)理及應(yīng)用[D]. 雙海清.西安科技大學(xué) 2017
本文編號：3008110
【文章來源】：中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2020,16(08)北大核心
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
數(shù)值模擬模型示意
表2 節(jié)理力學(xué)參數(shù)Table 2 Joint mechanical parameters 巖石名稱 法向剛度/GPa 切向剛度/GPa 黏聚力/MPa 內(nèi)摩擦角/(°) 泥巖 6.5 7.0 0 15 粉砂巖 7.5 7.2 1.5 20 細(xì)砂巖 8.5 8.0 1.5 30 中砂巖 8.5 8.2 1.6 30 粗砂巖 8 8 1.5 35 4-5煤 5.5 5.5 0 20 7煤 5.5 5.5 0 20 9-15煤 5.5 5.5 0 202.2 采空區(qū)覆巖“三帶”劃分
式中:h為煤層厚度,m;Δ為因丟煤引起的充填厚度,Δ=h×(1-c)×km,m;kp為巖石的碎脹系數(shù);c為總采出率;km為冒落帶頂煤碎脹系數(shù)。硫磺溝9-15(06)工作面厚度為9 m,冒落帶頂煤碎脹系數(shù)為1.1,巖石碎脹系數(shù)為1.3,總采出率為85%,計(jì)算得到冒落帶高度25 m,與通過UDEC數(shù)值模擬的23 m基本一致。結(jié)合前人研究結(jié)果,特厚煤層冒落帶高度大于薄煤層(厚度≤1.3 m)、中厚煤層(1.3 m<厚度≤3.5 m)和厚煤層(3.5 m<厚度≤8 m)[14-15]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]厚煤層采動(dòng)覆巖裂隙分布特征及卸壓瓦斯抽采技術(shù)[J]. 徐剛,王云龍,張?zhí)燔?潘紅宇. 煤礦安全. 2020(01)
[2]大傾角煤層開采覆巖破斷機(jī)制研究[J]. 肖家平,楊科,劉帥,周波. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2019(03)
[3]高抽巷治理采空區(qū)瓦斯層位研究[J]. 馬恒,王祥宇,張遵國. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2019(01)
[4]采動(dòng)裂隙橢拋帶時(shí)效誘導(dǎo)作用及卸壓瓦斯抽采技術(shù)[J]. 李樹剛,徐培耘,趙鵬翔,林海飛. 煤炭科學(xué)技術(shù). 2018(09)
[5]深井大采高綜采面礦壓顯現(xiàn)及覆巖破斷規(guī)律研究[J]. 孫波,張向陽,涂敏. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2018(02)
[6]采空區(qū)上覆巖層“三帶”劃分?jǐn)?shù)值模擬[J]. 高建良,陳帥. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2016(01)
[7]三維采動(dòng)應(yīng)力條件下覆巖裂隙演化規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 尹光志,李星,韓佩博,李銘輝,李文璞,鄧博知. 煤炭學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]我國深部煤與瓦斯共采戰(zhàn)略思考[J]. 袁亮. 煤炭學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]多手段綜合分析特厚煤層分層開采覆巖破壞高度[J]. 張宏偉,朱峰,盛繼權(quán),韓軍,湯國水,李仕為. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2016(01)
[10]綜采面采空區(qū)孔隙率分布規(guī)律數(shù)值研究[J]. 張學(xué)博,程紅軍,靳曉敏. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2015(09)
博士論文
[1]緩傾斜煤層采動(dòng)卸壓瓦斯儲運(yùn)優(yōu)勢通道演化機(jī)理及應(yīng)用[D]. 雙海清.西安科技大學(xué) 2017
本文編號：3008110
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