紅菱煤礦上保護層開采防突理論及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、對于具有煤與瓦斯突出危險性的煤層而言,開采保護層是防治突出最為有效的措施之一。本文以沈陽煤業(yè)集團紅菱煤礦為研究背景,針對該礦的煤層賦存及瓦斯災(zāi)害特點,選擇極薄煤層11煤層作為保護層開采,對在開采保護層的同時抽采下被保護層12煤層的卸壓瓦斯技術(shù)進行了研究。本文首先分析了紅菱煤礦的煤層賦存及瓦斯災(zāi)害特點,在此工程背景上綜合利用巖石力學(xué)、彈性力學(xué)及巖體卸壓理論建立上保護層開采后采空區(qū)底板煤巖體卸壓的力學(xué)模型,進而對保護層開采后采場底板巖層滲透

2、性進行分析;利用實驗室相似模擬試驗及光測散斑方法,對保護層開采后圍巖采動裂隙的演化規(guī)律進行研究;利用FLAC3D數(shù)值模擬軟件,對保護層開采后的采動卸壓范圍進行了數(shù)值模擬。在此基礎(chǔ)之上進行現(xiàn)場實驗,首先進行極薄煤層11煤層保護層開采及被保護層12煤層強化瓦斯抽采試驗及考察總體方案設(shè)計;開展極薄保護層11煤層開采及瓦斯涌出的治理效果考察與分析;研究下被保護層12煤層參數(shù)變化規(guī)律及進行卸壓瓦斯強化抽采效果考察及分析;開展被保護層12煤層消除突

3、出危險性的認(rèn)證工作。本文建立了被保護層殘余瓦斯考察方法,通過從底板巷道中向被保護層施工考察鉆孔進行參數(shù)測定對被保護層殘余瓦斯參數(shù)進行考察,獲得了被保護層各殘余瓦斯參數(shù)?，F(xiàn)場實測數(shù)據(jù)表明:通過對紅菱煤礦實施保護層開采及被保護層的卸壓瓦斯強化抽采措施,下被保護層12煤層變形穩(wěn)定后的膨脹變形量為7.2‰,煤層透氣性系數(shù)增加了1010倍,保護范圍內(nèi)下被保護層的瓦斯抽采率達(dá)到了77.5％,煤層瓦斯壓力由7MPa降低至0.35MPa,瓦斯含量由22