千米深井保护层开采：煤层卸压与瓦斯释放研究

"千米深井保护层开采煤层卸压效果分析" 本文主要探讨了千米深井下煤与瓦斯突出煤层的开采问题，特别是针对平顶山天安煤业股份有限公司十二矿己15-31010工作面的情况。这个工作面垂直深度在1015至1130米之间，由于存在煤与瓦斯突出的风险，采用了开采解放层己14煤层预抽瓦斯的技术来缓解己15煤层的突出危险。该技术的关键在于通过开采上部的保护层来对下部煤层进行卸压，从而减少瓦斯的聚集。 为研究这一过程中的卸压效果，研究人员建立了一个基于实际地质条件的三维数值模型。模型计算表明，在己14煤层开采过程中，下部的己15煤层压力经历先升后降的过程。当采面通过40米时，己15煤层的压力下降到低于1 MPa。然而，在采空区的外侧，由于应力集中，最大应力值可高达42 MPa，这表明这部分区域的卸压并不彻底。 现场监测数据也证实了这些计算结果。在采空区下方的煤层巷道，瓦斯浓度显著增加，表明煤层内的瓦斯得到了一定的释放。而巷道外侧的瓦斯浓度变化较小，表明边缘区域的瓦斯释放不明显。随着上方采面继续推进40米，巷道变形趋于稳定，表明煤层已经得到了充分的卸压。 综合数值计算和现场监测，可以得出结论，深部近距离的保护层开采确实能有效降低下部煤层的压力，促进瓦斯的释放。然而，由于采空区外侧的应力集中，下部煤层边缘的瓦斯仍然难以得到有效释放。这意味着在实际操作中，需要进一步优化开采策略，以应对这种局部的高应力和瓦斯聚集问题。 关键词涉及深部开采、保护层开采、瓦斯管理、煤层卸压以及千米深井等关键概念，这为解决深井煤矿的安全生产提供了重要的理论依据和技术参考。本文的研究对于深井煤矿的瓦斯防治、开采工艺优化以及矿井安全具有重要意义，有助于提高煤矿开采的经济效益和安全性。