保护层开采的煤岩体变化数值模拟与瓦斯防治

"下保护层开采上覆煤岩体变化的数值模拟" 在煤炭开采中，尤其是在含有突出煤层的煤层群中，确保安全高效回采是一项重要任务。该研究针对这一问题，以淮南潘三矿1792(1)保护层工作面为例，深入探讨了下保护层开采对上覆煤岩体的影响及其变化规律。通过数值模拟和现场参数测试，研究人员发现，随着保护层工作面的推进，煤岩体的压力分布和变形模式会发生显著变化。 在初期，煤岩体的卸压几何形态呈现出典型的"V"字型，这表明工作面前方的煤岩体受到强烈卸压。然而，随着开采的进行，这种卸压形态逐渐转变为"W"字型，表明压力释放的范围扩大并向上覆煤层扩展。这种变化对被保护煤层产生了保护效应，使得被保护煤层的某个特定点的膨胀量呈现出"S"型变化，揭示了煤层膨胀的复杂性。 此外，研究还揭示了覆岩变化的时空规律与高位钻孔和地面钻井等瓦斯抽采参数之间的关系。这些抽采参数经历了三个阶段：活跃期、丰富期和衰退期。在活跃期，抽采效果显著，瓦斯抽取效率高；进入丰富期，抽采参数趋于稳定，瓦斯抽取量增加；而到衰退期，尽管抽采量可能会减少，但仍然能维持一定的瓦斯控制效果。 数值模拟结果显示，这些规律与现场实际观测的抽采参数分析结果基本一致，验证了模型的准确性和可靠性。这为优化开采策略、预测煤层突出风险以及制定有效的瓦斯防治措施提供了科学依据。通过精细的数值模拟，可以更准确地预测煤岩体的动态响应，从而提前采取预防措施，降低煤矿事故的风险，提高煤炭开采的安全性和经济性。 本研究在矿井瓦斯防治领域具有重要的理论和实践意义。通过数值分析方法，深入理解下保护层开采对上覆煤岩体的影响，有助于制定更为精确的开采计划，确保煤矿作业的安全和效率。同时，这也为类似地质条件下其他矿井的工作提供了参考和借鉴。