隨著煤層開采向深處發(fā)展,突出礦井和突出煤層的數(shù)量不斷增加,且煤層多呈低滲透性、高瓦斯壓力和高地應力等特性,增加了開采難度,降低了瓦斯抽采率,對保護層開采技術(shù)等防突措施提出了更高的要求。本文綜合采用理論分析、物理相似模擬和數(shù)值模擬等研究手段,針對遠距離下保護層開采過程中,被保護層卸壓瓦斯?jié)B流規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究,得到被保護層的卸壓效應和影響范圍,從而應用于現(xiàn)場實際。在遠距離下保護層開采過程中,被保護層主應力值、煤層變形量和滲透率等參數(shù)均發(fā)生了規(guī)律性變化:被保護層卸壓區(qū)內(nèi)任一位置應力都經(jīng)歷了原巖應力、應力增高、應力降低、應力恢復和恢復穩(wěn)定5個階段的變化過程,總體上最大主應力呈“W”形分布;其煤層經(jīng)歷了原始形變、壓縮變形、膨脹變形、變形恢復和恢復穩(wěn)定的變化過程,總體上變形率呈“M”形;其滲透性也經(jīng)歷了初始滲流、增壓減流、卸壓增流、恢復減流和滲透穩(wěn)定的5個階段變化過程,總體上該變化曲線呈“馬鞍”形。說明遠距離下保護層工作面開采過程中,被保護煤層卸壓區(qū)內(nèi)存在“O”形圈。可見,被保護層卸壓瓦斯的抽采,需要考慮保護層開采對被保護層卸壓增透規(guī)律的影響及二者之間的時空關系�；谙卤Ｗo層開采卸壓瓦斯?jié)B流規(guī)... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

松比；（2）劈裂實驗。測定不同煤巖的單軸抗拉強度；（3）單軸抗剪實驗。測定不同煤巖的單軸抗剪強度，并計算確定煤巖粘聚力、內(nèi)摩擦角。3.2.2 巖樣采集與試件加工（1）按照我國巖石力學性質(zhì)實驗規(guī)程，對巖樣按不同實驗要求尺寸進行了加工，其中：1）單軸抗壓實驗巖樣尺寸為：Φ×H =50mm×100mm；2）劈裂實驗巖樣尺寸：Φ×H =50mm×25mm；3）單軸抗剪實驗巖樣尺寸：Φ×H =50mm×50mm。（2）煤巖樣采集與試件加工對保護層和被保護層煤巖體采樣加工，共制樣 70 個：被保護層樣品 12 個，頂板樣品 11 個，底板樣品 12 個；保護層樣品 12 個，頂板樣品 11 個，底板樣品 12 個。實驗的部分巖樣采樣及加工如圖 3.1。相關樣品實驗均在西安科技大學教育部重點實驗室完成。

圖 3.2 巖石抗壓實驗（2）巖石劈裂實驗目前，我國常用的巖石抗拉強度的測定方法是單軸劈裂實驗。劈裂實驗的加載設WE—10 型萬能材料實驗機，具體實驗過程如圖 3.3 所示。圖 3.3 巖石劈裂實驗（3）巖石單軸抗剪實驗通過加載設備在不同角度下剪切煤巖樣，得到正應力σ，剪應力τ、摩擦角φ，粘聚參數(shù)。具體實驗過程如圖 3.4 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]2017年上半年煤炭產(chǎn)業(yè)報告[J]. 李帥.  能源. 2017(09)
[2]遠距離下保護層開采上覆煤巖層采動應力場數(shù)值模擬研究[J]. 楊賀,邱黎明,汪皓,張子陽,趙聰.  工礦自動化. 2017(06)
[3]下保護層開采上覆煤巖位移傳導效應特征研究[J]. 田富超.  煤礦安全. 2016(12)
[4]不同保護層開采模式卸壓增透差異性研究[J]. 邱治強,高明忠,汪文勇,劉珂宏.  礦業(yè)研究與開發(fā). 2016(04)
[5]保護層開采卸壓增透效應及其定量表征方法研究[J]. 李圣偉,高明忠,謝晶,譚強,邱治強.  四川大學學報(工程科學版). 2016(S1)
[6]基于UDEC數(shù)值模擬的滑動型地裂縫發(fā)育規(guī)律[J]. 劉輝,劉小陽,鄧喀中,雷少剛,卞正富.  煤炭學報. 2016(03)
[7]深部低透氣性首采層煤與瓦斯氣固耦合模型[J]. 劉清泉,程遠平,李偉,金侃,何濤,趙偉.  巖石力學與工程學報. 2015(S1)
[8]抽采瓦斯過程中煤層瓦斯壓力演化規(guī)律的物理模擬試驗研究[J]. 彭守建,張超林,梁永慶,許江,劉東.  煤炭學報. 2015(03)
[9]基于Klinkenberg效應影響的煤體瓦斯?jié)B流規(guī)律及其滲透率計算方法[J]. 王登科,魏建平,付啟超,劉勇.  煤炭學報. 2014(10)
[10]氣體壓力加卸載過程中無煙煤變形及滲透特性的試驗研究[J]. 袁梅,許江,李波波,曹偈,張敏,陳鈺婷.  巖石力學與工程學報. 2014(10)

博士論文
[1]采動影響下?lián)p傷破裂煤巖體滲透性演化規(guī)律研究[D]. 薛熠.中國礦業(yè)大學 2017
[2]近距離低滲煤層群多重采動影響下煤巖破斷與瓦斯流動規(guī)律及抽采研究[D]. 齊消寒.重慶大學 2016
[3]基于地震信息的煤與瓦斯突出預測與評價方法研究[D]. 崔大尉.中國礦業(yè)大學 2015
[4]采動影響下煤巖力學特性及瓦斯運移規(guī)律研究[D]. 李文璞.重慶大學 2014
[5]孔隙裂隙雙重介質(zhì)逾滲理論及應用研究[D]. 呂兆興.太原理工大學 2008
[6]多孔及變形介質(zhì)中混溶及非混溶驅(qū)動問題的數(shù)值方法[D]. 李志濤.山東大學 2007
[7]煤層氣與煤層耦合運動理論及其應用的研究[D]. 吳世躍.東北大學 2006

碩士論文
[1]采動應力擾動下滲透性分區(qū)特征及對瓦斯流動的影響[D]. 徐文建.中國礦業(yè)大學 2016
[2]非飽和土雙重有效應力的研究[D]. 姜小雷.上海工程技術(shù)大學 2016
[3]下保護層開采采動裂隙分布與卸壓瓦斯抽采研究[D]. 夏騰飛.安徽理工大學 2014
[4]下保護層開采覆巖裂隙演化及卸壓程度研究[D]. 焦振華.河南理工大學 2014
[5]多煤層下保護層開采保護范圍的研究[D]. 江記記.重慶大學 2012
[6]緩傾斜多煤層下保護層開采的卸壓瓦斯抽采設計研究[D]. 黃振華.重慶大學 2011
[7]不同煤粉粒徑條件下煤與瓦斯突出模擬實驗研究[D]. 吳鑫.重慶大學 2010
[8]底抽巷上向穿層鉆孔抽放遠程卸壓瓦斯技術(shù)研究[D]. 汪有清.安徽理工大學 2006
[9]下保護層開采卸壓范圍及卸壓程度的研究[D]. 李明好.安徽理工大學 2005



本文編號：3431412