從采礦的角度認識瓦斯問題，基于關鍵層理論將采礦過程中的應力場、裂隙場和瓦斯場規(guī)律相結(jié)合，實現(xiàn)“煤與瓦斯共采”是采礦學科研究的熱點。本文針對高瓦斯、低滲透性煤層群的賦存條件，綜合運用理論分析、相似模擬、數(shù)值模擬試驗和現(xiàn)場實測等研究手段，系統(tǒng)研究了下保護層開采充分卸壓高度、不同應力狀態(tài)煤巖滲透特性、超遠距離上被保護層采動應力、裂隙演化和瓦斯?jié)B流的規(guī)律，提出了超遠距離下保護層開采卸壓保護范圍參數(shù)等，并在現(xiàn)場進行了卸壓效果檢驗。該研究成果豐富了下保護層開采理論，為平頂山礦區(qū)及相似地質(zhì)條件下的超遠距離下保護層開采保護范圍確定和卸壓瓦斯抽采提供了理論依據(jù)。本論文的主要研究成果有： ⑴以膨脹變形超過3‰作為煤層充分卸壓臨界值，理論分析并得到下保護層開采最大充分卸壓高度的計算方法，以及關鍵層位置與煤層采高分別是影響下保護層開采最大膨脹變形和卸壓角最主要因素的結(jié)論。 ⑵含瓦斯煤樣的滲透率試驗表明，煤樣滲透率與破裂過程關系密切卻滯后于破裂過程。模擬靜水壓力小于20MPa的下保護層開采等條件，當垂直應力達到30MPa左右時卸載，煤樣滲透率最大只提高36%，研究表明煤層卸壓與裂隙演化是影響瓦斯流動的重要因素。...

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-2中國煤層瓦斯含量與煤礦瓦斯區(qū)劃[2]

河南理工大學博士學位論文潔、高效的能源。煤層氣的發(fā)熱量可達33.5~36.8MJ/m3，每方相當于熱量。據(jù)煤層氣資源評價，中國埋深2000m以淺煤層氣地質(zhì)資源量主要分布在華北和西北地區(qū)，中國煤層瓦斯含量與煤礦瓦斯區(qū)劃見重點煤礦的統(tǒng)計，噸煤瓦斯含量平均為8m3左右，推算....

圖1-6按瓦斯卸壓運移與抽采劃分的“三帶”Fig.1-6“Threezones”dividedbygasstressrelief,migrationandextraction

圖1-6按瓦斯卸壓運移與抽采劃分的“三帶”g.1-6“Threezones”dividedbygasstressrelief,migrationandextrac隙演化的模擬和觀測是覆巖破壞理論的基礎，保護層開采覆巖運動過程非常復雜的時空關系，就必須從改進....

圖1-7技術路線

16圖1-7技術路線Fig.1-7Flowchartofresearch

圖2-1共3層硬巖層時關鍵層判別流程圖

kk1ll+<(k=1,2,…,n-1)（2-8）2)若第k層硬巖層破斷距l(xiāng)k大于其上方第k+1層硬巖層破斷距,則將第k+1層硬巖承受的載荷加到第k層硬巖層上，重新計算第k層硬巖層的破斷距。若重新計算的第層硬巖層的破斷距小于第k+1層硬巖層....

本文編號：3977830