工作面采動(dòng)中水力割縫區(qū)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律.pdf

1、目前，我國(guó)高瓦斯、煤與瓦斯突出煤礦總數(shù)已逾6000座，占我國(guó)煤礦總數(shù)的一半左右。隨著開(kāi)采深度和強(qiáng)度的增加，瓦斯治理的難度也越來(lái)越大。又由于我國(guó)大部分礦區(qū)煤層瓦斯賦存明顯存在“三高三低”(三高—煤層可塑性結(jié)構(gòu)高、煤層吸附瓦斯能力高、煤層瓦斯貯存量高，三低-煤層瓦斯壓力低、煤層瓦斯飽和度低、煤層瓦斯儲(chǔ)層滲透率低)的性態(tài)，使得煤層采前瓦斯預(yù)抽效果與美國(guó)、澳大利亞等國(guó)家勘探利用瓦斯資源相比不很理想，我國(guó)礦井瓦斯平均抽采率僅有23％％，而美國(guó)、澳

2、大利亞等國(guó)家的抽采率均在50％以上。鑒于此，太原理工大學(xué)趙陽(yáng)升團(tuán)隊(duì)從1998年開(kāi)始研制以連續(xù)銅管為核心技術(shù)的專用高壓水力割縫鉆機(jī)及其配套設(shè)備，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)性試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了水力割縫提高低滲透煤層瓦斯抽放的效果。盡管從20世紀(jì)70年代至今進(jìn)行過(guò)多次水力割縫煤層卸壓的工業(yè)性試驗(yàn)，但始終沒(méi)有看到水力割縫后對(duì)工作面穩(wěn)定性影響的相關(guān)報(bào)道。煤層經(jīng)過(guò)水力割縫后，煤層的整體性被破壞，是否會(huì)影響采煤工作面圍巖的穩(wěn)定性一直是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。本文

3、以水力割縫試驗(yàn)在陽(yáng)煤開(kāi)元煤礦9804工作面的應(yīng)用為基礎(chǔ)，研究了水力割縫對(duì)工作面煤壁與頂板的穩(wěn)定性的影響，其結(jié)論對(duì)煤與瓦斯安全高效共采具有重要的意義。本文主要從以下幾個(gè)方面做了一些研究：
　　 (1)簡(jiǎn)述了高壓水射流切割煤層會(huì)使得縫槽周?chē)后w卸壓以及卸壓瓦斯在短時(shí)間內(nèi)大量涌出。尤其在工作面采動(dòng)中，縫槽周?chē)后w進(jìn)一步破壞，形成二次卸壓，并分析了工作面采動(dòng)中切割縫周?chē)后w二次卸壓的瓦斯運(yùn)移規(guī)律。
　　 (2)分析了工作面前方支

4、承壓力對(duì)瓦斯抽放的影響，以及當(dāng)工作面推進(jìn)到水力割縫區(qū)域時(shí)采場(chǎng)圍巖的穩(wěn)定性，主要從支架和圍巖的耦合作用，煤壁的片幫情況進(jìn)行了分析，并提出了應(yīng)采取的相應(yīng)措施。
　　 (3)利用FLAC3D進(jìn)行數(shù)值模擬，分別模擬了在工作面未開(kāi)采時(shí)水力割縫后煤層卸壓程度、工作面推進(jìn)時(shí)普通鉆孔周邊應(yīng)力變化規(guī)律、工作面推進(jìn)時(shí)水力割縫區(qū)域應(yīng)力變化及其卸壓范圍以及采場(chǎng)圍巖的破壞情況。
　　 (4)通過(guò)陽(yáng)煤開(kāi)元煤礦9804工作面實(shí)測(cè)瓦斯抽放、支架壓力曲線