興隆煤礦下保護層開采傾向保護范圍劃定相似模擬實驗及其可靠性研究.pdf

1、本文針對下保護層開采傾向保護范圍劃定問題，依據(jù)下保護層開采過程中覆巖破斷理論和瓦斯流動規(guī)律，以興隆煤礦1601工作面為研究背景，采用物理相似模擬實驗的方法劃定被保護層傾向保護范圍，并用數(shù)值模擬和現(xiàn)場考察相結(jié)合的方法，驗證相似模擬劃定傾向保護范圍的可靠性。
　　本文研究取得的主要研究成果有：
　?、俨捎美碚摲治龇?，分析得出下保護層開采過程中覆巖運動特征，指出近水平、傾斜和急傾斜覆巖運動規(guī)律的不同；并指出下保護層開采過程中近水平

2、、傾斜和急傾斜覆巖采動裂隙對瓦斯運移的影響因素。
　　②通過下保護層開采物理相似模擬實驗，明確了覆巖應(yīng)力集中特征和應(yīng)力分布形態(tài)；實驗研究表明，被保護層在運輸巷道和回風(fēng)巷道留設(shè)煤柱形成了較大的應(yīng)力集中，采空區(qū)正上方巖層由于下沉位移較大，整體應(yīng)力分布呈近似開口“U”形。
　　③在下保護層開采物理相似模擬實驗結(jié)果基礎(chǔ)上，依據(jù)3‰的變形準則，劃定了相似模型下保護層開采傾向有效卸壓范圍的上、下邊界卸壓角，分別為91°、67.4°。

3、r>　　④采用數(shù)值模擬方法，并依據(jù)煤層殘余瓦斯壓力≤0.74Mpa的準則，確定了傾向保護范圍的上、下邊界卸壓角分別為92.7°、70.1°；基于3‰的變形準則，劃定的傾向保護范圍上、下邊界卸壓角分別為90.3°、68.5°。
　?、莞鶕?jù)興隆煤礦1601工作面現(xiàn)場考察結(jié)果，劃定了下保護層開采傾向有效卸壓范圍的上邊界卸壓角為91.4°，下邊界卸壓角為67.6°；通過比較本次三種方法劃定的傾向保護范圍，三種方法劃定的傾向保護范圍差別較小