發(fā)布時(shí)間：2020-12-28 06:05

　　高位鉆孔瓦斯抽采技術(shù)是預(yù)防治理瓦斯災(zāi)害的有效途徑之一,安全有效的高位鉆孔抽采系統(tǒng)可以達(dá)到良好的抽采效果。本文以晉煤集團(tuán)寺河煤礦高瓦斯大采高工作面順序開采中瓦斯高位鉆孔層位精準(zhǔn)確定為工程背景,分析了臨空開采對(duì)瓦斯運(yùn)移規(guī)律的影響,研究了大采高工作面不同臨空條件下圍巖滲透率與應(yīng)力應(yīng)變之間的關(guān)系,提出了寺河礦順序開采高位鉆孔層位精準(zhǔn)確定方法。本文主要研究成果如下:（1）分析了不同臨近空區(qū)尺寸采動(dòng)過(guò)程中高位瓦斯抽采區(qū)域的采動(dòng)應(yīng)力變化特征,設(shè)計(jì)了不同臨空開采條件采動(dòng)應(yīng)力路徑的煤巖樣加卸載三軸滲流實(shí)驗(yàn)方案。分析測(cè)試了煤樣與泥巖樣全應(yīng)力應(yīng)變、軸壓不等幅循環(huán)加卸載應(yīng)力路徑下和軸壓不等幅循環(huán)加卸載應(yīng)力路徑下不同損傷煤巖樣的瓦斯?jié)B流特征。結(jié)果表明受載裂隙煤巖的滲透率均呈現(xiàn)隨著應(yīng)力的增加逐漸降低,并且第二次加卸載滲透率的變化幅度相對(duì)較小,滲透率的損失量也在逐漸減小。（2）建立了不同損傷程度煤巖樣不同次循環(huán)加卸載的應(yīng)力-滲透率模型,并借助實(shí)驗(yàn)室三軸滲流實(shí)驗(yàn),擬合獲得不同損傷煤巖樣在開采過(guò)程中應(yīng)力-滲透率耦合模型,分析裂隙煤巖體不同次加卸載過(guò)程中的應(yīng)力敏感性,并將上述不同損傷煤樣的滲流-應(yīng)力耦合模型寫入COMSO... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：160 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

模型初始應(yīng)力云圖

2不同臨空開采條件采動(dòng)應(yīng)力分布與煤巖應(yīng)力路徑1940m80m120m160m180m200m（a）一工作面不同開挖距離下垂直應(yīng)力云圖40m80m120m160m180m200m（b）二工作面不同開挖距離下垂直應(yīng)力云圖圖2-6不同臨空開采工作面不同開挖距離下垂直應(yīng)力云圖Figure2-6cloudchartofverticalstressunderdifferentexcavationdistanceofdifferentfreeface010203040506070800246810121416182022垂直應(yīng)力值/MPa煤柱距離/m40m80m120m160m180m200m01020304050607080051015202530354045垂直應(yīng)力值/MPa煤柱距離/m40m80m120m160m180m200m01020304050607080051015202530354045垂直應(yīng)力值/MPa煤柱距離/m三工作面開挖垂直應(yīng)力值(a)一工作面開挖（b）二工作面開挖(c)三工作面開挖圖2-7不同臨空開采工作面不同開挖距離下垂直應(yīng)力值Figure2-7verticalstressvaluesofdifferentworkingfaceswithdifferentexcavationdistances不同臨空開采工作面不同開挖距離下垂直應(yīng)力云圖以及側(cè)向支承壓力曲線如圖2-6、圖2-7所示。當(dāng)一工作面推進(jìn)40m時(shí)，由于煤層的開挖對(duì)周圍煤巖體造成了強(qiáng)烈的擾動(dòng)，在距離工作面?zhèn)?~17m范圍內(nèi)，煤體達(dá)到應(yīng)力峰值，約為12.14MPa，隨后應(yīng)力值逐漸降低，在距離工作面50m時(shí)降至原巖應(yīng)力水平；當(dāng)一工作面推進(jìn)到65m時(shí)，在距離工作面2.5m處煤壁發(fā)生破壞，應(yīng)力值為0MPa，在距離工作面?zhèn)?0~37m范圍內(nèi)，煤體達(dá)到應(yīng)力峰值，約為14.36MPa，隨后應(yīng)力值逐漸降低，在距離工作面80m時(shí)降至原巖應(yīng)力水平；當(dāng)一工作面繼續(xù)推進(jìn)

2不同臨空開采條件采動(dòng)應(yīng)力分布與煤巖應(yīng)力路徑1940m80m120m160m180m200m（a）一工作面不同開挖距離下垂直應(yīng)力云圖40m80m120m160m180m200m（b）二工作面不同開挖距離下垂直應(yīng)力云圖圖2-6不同臨空開采工作面不同開挖距離下垂直應(yīng)力云圖Figure2-6cloudchartofverticalstressunderdifferentexcavationdistanceofdifferentfreeface010203040506070800246810121416182022垂直應(yīng)力值/MPa煤柱距離/m40m80m120m160m180m200m01020304050607080051015202530354045垂直應(yīng)力值/MPa煤柱距離/m40m80m120m160m180m200m01020304050607080051015202530354045垂直應(yīng)力值/MPa煤柱距離/m三工作面開挖垂直應(yīng)力值(a)一工作面開挖（b）二工作面開挖(c)三工作面開挖圖2-7不同臨空開采工作面不同開挖距離下垂直應(yīng)力值Figure2-7verticalstressvaluesofdifferentworkingfaceswithdifferentexcavationdistances不同臨空開采工作面不同開挖距離下垂直應(yīng)力云圖以及側(cè)向支承壓力曲線如圖2-6、圖2-7所示。當(dāng)一工作面推進(jìn)40m時(shí)，由于煤層的開挖對(duì)周圍煤巖體造成了強(qiáng)烈的擾動(dòng)，在距離工作面?zhèn)?~17m范圍內(nèi)，煤體達(dá)到應(yīng)力峰值，約為12.14MPa，隨后應(yīng)力值逐漸降低，在距離工作面50m時(shí)降至原巖應(yīng)力水平；當(dāng)一工作面推進(jìn)到65m時(shí)，在距離工作面2.5m處煤壁發(fā)生破壞，應(yīng)力值為0MPa，在距離工作面?zhèn)?0~37m范圍內(nèi)，煤體達(dá)到應(yīng)力峰值，約為14.36MPa，隨后應(yīng)力值逐漸降低，在距離工作面80m時(shí)降至原巖應(yīng)力水平；當(dāng)一工作面繼續(xù)推進(jìn)

【參考文獻(xiàn)】：
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