近距离上保护层开采下伏煤岩裂隙演化与开采效果

本篇文章主要探讨了近距离上保护层开采对下伏煤（岩）裂隙时空演化的影响，以平煤五矿为例，该矿的保护层与被保护层平均层间距为8米。通过使用三维弹性动力分析软件3DEC，研究人员模拟了不同开采深度下，煤层和岩层的裂隙发育及分布特性。研究发现，随着保护层工作面的推进，底板岩层内部的裂隙逐渐形成并向深处扩展。在回采8米后，己16-17煤层开始显示出明显的裂隙发育；到18米时，横向裂隙和垂向裂隙发展更为显著。 然而，当开采深度达到24米时，由于采空区上覆岩体的垮塌和压实作用，底板岩层的裂隙开始闭合。在水平方向上，底板岩层裂隙可以划分为三个阶段：原始状态区、高强度卸压增透区和重新压实区。高强度卸压增透区反映了在保护层开采期间，裂隙的扩展使得煤岩的渗透性增强，有利于瓦斯的释放。 在数值模拟的结果中，随着卸压效果的增强，2014年6月至11月期间，被保护层的月瓦斯抽采量持续增加，峰值达到了每月174,400立方米。但随后，随着裂隙闭合，抽采量逐渐下降，并稳定在每月约50,000立方米。这表明了保护层开采对于减少被保护层瓦斯压力的有效性和可持续性。 这项研究对于煤炭行业的安全生产具有重要意义，它提供了量化的方法来评估近距离上保护层开采对下伏煤岩结构的影响，有助于优化开采策略，控制瓦斯涌出，保障矿井的安全运营。同时，也为类似地质条件下的矿井管理提供了重要的参考依据和技术支持。