寺河礦采動過程應力場、滲透率及瓦斯運移變化規(guī)律研究.pdf

1、查明煤炭開采過程中應力場、滲透率及瓦斯運移變化規(guī)律,是進行因勢而導、有的放矢進行瓦斯治理措施實施的重要保障。地質(zhì)條件的復雜性、采煤工藝的多樣性、煤層屬性的差異性使這些變化規(guī)律研究的難度加大。如何針對不同條件,探索出一條形之有效的方法,為工程實踐提供理論指導是亟待解決的難題。
　　本文以寺河礦4301工作面為研究對象,系統(tǒng)分析原始勘探開發(fā)資料基礎上,有針對性的進行了瓦斯含量、瓦斯壓力、滲透率測試計算,結合水力壓裂測量地應力原理,得出

2、研究區(qū)原始狀態(tài)下地應力場、瓦斯含量、瓦斯壓力和滲透率空間展布規(guī)律;實驗室進行煤層頂板不同巖性下的力學實驗,結合關鍵層理論,得出研究區(qū)主關鍵層和亞關鍵層的位置;根據(jù)Flac3D模擬軟件特點和原始儲層特征,模擬了不同推進距離、不同推進速度、不同采高下應力場的變化規(guī)律,結果表明:支承壓力峰值與推進距離呈線性關系,推進距離增加支承壓力峰值增加,峰值位置變化不大,圍巖破壞范圍增加。采高增加支承壓力峰值先增加后減小直至趨于穩(wěn)定,峰值位置遠離工作面煤

3、壁,圍巖破壞范圍增加。推進速度增加支承壓力峰值增加,峰值位置向工作面煤壁靠近,圍巖破壞范圍增大;在實驗條件下進行了不同圍壓、重復加-卸載條件下的煤巖滲透率試驗,建立了應力-應變-滲透率關系,結果表明:應變-滲透率曲線與應力-應變曲線相比具有“滯后”性,在塑性變形卸載階段,煤體的滲透率發(fā)生質(zhì)的變化,卸載后滲透率是卸載前的2-20倍;應用Flac3D滲流模型結合原始狀態(tài)下煤層瓦斯賦存狀況對采動影響煤層內(nèi)瓦斯擴散進行模擬分析發(fā)現(xiàn),隨著時間增加