本文關(guān)鍵詞：賀西煤礦首采層開(kāi)采后下伏煤層卸壓特征研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以賀西煤礦三采區(qū)3313工作面為原型,用FLAC3D模擬開(kāi)挖上覆煤層50 m、100 m、200 m,分析下伏煤層的應(yīng)力和位移變化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的滲透性實(shí)驗(yàn),得到滲透模型,結(jié)合下伏煤層膨脹變形特征,得出下伏煤層的滲透率變化特征。利用COMSOL Multiphysics軟件模擬了不同抽采時(shí)間下下伏煤層瓦斯抽采半徑,對(duì)工作面瓦斯抽采鉆孔進(jìn)行了優(yōu)化。上覆煤層開(kāi)采后,受采動(dòng)的影響,下伏煤層煤體經(jīng)歷了加載-卸載過(guò)程,隨著上覆煤層工作面推進(jìn),原來(lái)的應(yīng)力較大的區(qū)域應(yīng)力逐漸減小,轉(zhuǎn)化為卸壓區(qū)。且煤體卸壓范圍以及卸壓程度與上覆煤層推進(jìn)距離呈正相關(guān)關(guān)系。由實(shí)驗(yàn)室滲透性實(shí)驗(yàn)得到的下伏煤層滲透模型可知,煤體在加載階段,滲透率逐漸減小,達(dá)到卸荷點(diǎn)后的卸載階段,滲透率迅速增大,通過(guò)對(duì)滲透率測(cè)試結(jié)果的擬合可知,卸載力學(xué)路徑下,加載階段,煤樣滲透率與軸向應(yīng)變的關(guān)系為11Bk A e-e=(1A、1B為擬合系數(shù));卸載階段,煤樣滲透率與軸向應(yīng)變的關(guān)系為22Bk A ee=(2A、2B為擬合系數(shù))。隨著上覆煤層工作面的向前推進(jìn),下伏煤層由工作面中心向外依次可劃分為滲透率增大1區(qū)、滲透率增大2區(qū)、滲透率減小區(qū)以及原始滲透率區(qū)四部分,其中滲透率增大1區(qū)的滲透率增加程度和范圍是最大的;下伏煤層工作面的煤體處于滲透率增大區(qū)域,且大范圍的處于滲透率增大1區(qū)。根據(jù)下伏煤層工作面滲透率的分布特征結(jié)合COMSOL Multiphysics軟件模擬得出不同抽采時(shí)間下的瓦斯抽采半徑,對(duì)下伏煤層工作面瓦斯抽采半徑進(jìn)行優(yōu)化,在卸壓區(qū)1和卸壓區(qū)2順層瓦斯抽采鉆孔間距為16 m,在卸壓區(qū)1和原始應(yīng)力區(qū)之間的應(yīng)力集中區(qū)煤體鉆孔間距為3 m,原始應(yīng)力區(qū)鉆孔間距為7 m;工作面瓦斯抽采率大于60%,工作面推進(jìn)過(guò)程中測(cè)得瓦斯解吸指標(biāo)K1值最大為0.25,△h2最大值為138 Pa,測(cè)得的最大殘余瓦斯壓力為0.35 MPa。回采期間平均產(chǎn)量為3500 t/d,平均相對(duì)瓦斯涌出量為3.8 m3/t,回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛茸畲笾禐?.7%,小于1%,瓦斯未出現(xiàn)過(guò)超限現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：保護(hù)層開(kāi)采 卸載 滲透性 瓦斯抽采
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-19
• 變量注釋表19-21
• 1 緒論21-32
• 1.1 研究背景及意義21-22
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀22-29
• 1.3 存在問(wèn)題29-30
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容和思路30-32
• 2 賀西煤礦瓦斯賦存規(guī)律32-38
• 2.1 煤層瓦斯壓力32-34
• 2.2 煤層瓦斯含量34-36
• 2.3 3313工作面基本概況36-37
• 2.4 小結(jié)37-38
• 3 采動(dòng)應(yīng)力、位移演化數(shù)值模擬分析38-53
• 3.1 保護(hù)層開(kāi)采數(shù)值模擬分析38-40
• 3.2 保護(hù)層開(kāi)采模擬結(jié)果分析40-52
• 3.3 小結(jié)52-53
• 4 滲透性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與方案53-61
• 4.1 力學(xué)路徑的選擇53
• 4.2 型煤試樣制取53-56
• 4.3 滲透率測(cè)定方法56-57
• 4.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備57-58
• 4.5 實(shí)驗(yàn)方案58-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 5 卸載過(guò)程中煤體滲透性演化特征61-73
• 5.1 煤體滲透率主要影響因素61-63
• 5.2 煤體在固定軸向位移卸圍壓過(guò)程中滲透性的變化63-67
• 5.3 煤體在固定差應(yīng)力卸圍壓過(guò)程中煤體滲透性的變化67-71
• 5.4 不同卸載路徑下滲透性的特征71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 6 下伏煤層滲透率分布特征及應(yīng)用73-92
• 6.1 下伏煤層滲透率分布特征73-79
• 6.2 下伏煤層工作面瓦斯抽采半徑的優(yōu)化79-88
• 6.3 被保護(hù)層工作面瓦斯抽采鉆孔布置88-90
• 6.4 下伏煤層工作面瓦斯抽采效果考察90-91
• 6.5 本章小結(jié)91-92
• 7 結(jié)論與研究展望92-95
• 7.1 全文結(jié)論92-93
• 7.2 研究展望93-95
• 參考文獻(xiàn)95-102
• 作者簡(jiǎn)歷102-105
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集105

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：314116