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

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。