上保护层开采下的充填率调控:裂隙发育与瓦斯抽采关键技术
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更新于2024-09-03
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本文主要探讨了在深部矿井中,面对无常规保护层的高瓦斯低透气煤层开采面临的挑战,提出了一种创新的"采-选-抽-充-防"集成型绿色开采技术。这种技术的核心在于通过上保护层的开采来保护下部煤层,同时通过充填控制裂隙发育和瓦斯抽采来确保安全和高效开采。
研究者利用UDEC离散元软件进行了深入的模拟分析,揭示了上保护层开采过程中,被保护层的采动裂隙发展呈现出一个特征性的"O"形圈分布模式。随着工作面的推进,这个"O"形圈裂隙的分布范围会逐渐向前移动。尤为重要的是,裂隙发育的高度对被保护层的瓦斯抽采效果有显著影响,控制得好可以有效地降低瓦斯压力和保障安全生产。
作者依据保护层卸压开采的原则,设计了一套充实率优化设计流程,特别关注到平煤十二矿己15煤层的充填开采充实率应设定为40%。在实际应用中,如己15-31010工作面的瓦斯抽采工程,当采用40%的充实率时,被保护层的瓦斯抽采表现出显著的效果,瓦斯压力大幅下降达到80%,瓦斯抽采率高达66%,从而成功地消除了己15煤层的煤与瓦斯突出风险,实现了绿色、安全的开采目标。
文章的关键词包括充实率、裂隙发育、瓦斯抽采和保护层开采,以及描述裂隙形态的术语"O"形圈。整个研究不仅理论意义重大,也为实际的深部矿井开采提供了科学的指导,对于提升我国煤矿安全管理水平和技术水平具有重要价值。
2020-04-29 上传
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