上保护层开采卸压效应与被保护层瓦斯抽采钻孔优化

"上保护层开采卸压时空效应及被保护层抽采钻孔优化研究" 在煤矿开采过程中，上保护层开采是一种常见的防止下伏煤层瓦斯突出和地压灾害的技术。这篇由孟贤正、李成成、张永将等人发表的研究论文深入探讨了这一主题。他们采用了理论分析和数值模拟相结合的方法，对中远距离上保护层开采时底板应力场的变化规律进行了详细研究。 研究表明，当上保护层进行长壁式开采时，其采空区底部的煤岩层在倾斜方向上形成一个凹形结构，在走向平面上呈现出"O"形的卸压球壳。这种卸压球壳的形成是由于开采过程中压力释放的结果。特别值得注意的是，卸压角度在切眼或终采线附近的隅角处最小，这表明这些区域的卸压效应最为显著。 进一步的分析发现，被保护层煤层的中部在卸压效果上优于两侧，这意味着在中部进行抽采作业时，抽采半径会比两侧更大，从而能更有效地抽取出瓦斯。这种差异化的卸压效果对于优化被保护层的瓦斯抽采钻孔布局至关重要。 此外，研究还揭示了在走向方向上，被保护层的卸压会滞后于保护层采煤工作面一定的距离。这一发现对于确定最佳的钻孔布置时间和位置提供了科学依据，可以有效指导被保护层的瓦斯抽采工作，提高抽采效率，降低瓦斯灾害风险。 关键词：上保护层、时空效应、瓦斯抽采、钻孔优化，反映了研究的核心内容，即研究了上保护层开采如何影响下部煤层的压力释放，以及如何根据这些效应优化瓦斯抽采的钻孔设计，以提高抽采效果和矿井安全性。 该研究的重要性在于，它不仅提供了理论上的见解，还通过数值模拟提供了实际应用的指导，有助于煤矿企业在实际操作中采取更科学、更安全的开采策略。结合理论分析和实地模拟，可以更好地预测和控制开采过程中的地压变化和瓦斯释放，从而实现对下伏煤层的有效保护，降低瓦斯事故的风险。 这项研究对提升我国煤矿行业的安全水平和经济效益具有重大意义，对于行业研究者和煤矿企业的技术人员来说，是了解和掌握上保护层开采卸压规律及优化瓦斯抽采技术的重要参考文献。