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《辽宁工程技术大学》 2012年
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红菱煤矿上保护层开采防突理论及关键技术研究

魏刚  
【摘要】:对于具有煤与瓦斯突出危险性的煤层而言,开采保护层是防治突出最为有效的措施之一。本文以沈阳煤业集团红菱煤矿为研究背景,针对该矿的煤层赋存及瓦斯灾害特点,选择极薄煤层11煤层作为保护层开采,对在开采保护层的同时抽采下被保护层12煤层的卸压瓦斯技术进行了研究。 本文首先分析了红菱煤矿的煤层赋存及瓦斯灾害特点,在此工程背景上综合利用岩石力学、弹性力学及岩体卸压理论建立上保护层开采后采空区底板煤岩体卸压的力学模型,进而对保护层开采后采场底板岩层渗透性进行分析;利用实验室相似模拟试验及光测散斑方法,对保护层开采后围岩采动裂隙的演化规律进行研究;利用FLAC3D数值模拟软件,对保护层开采后的采动卸压范围进行了数值模拟。在此基础之上进行现场实验,首先进行极薄煤层11煤层保护层开采及被保护层12煤层强化瓦斯抽采试验及考察总体方案设计;开展极薄保护层11煤层开采及瓦斯涌出的治理效果考察与分析;研究下被保护层12煤层参数变化规律及进行卸压瓦斯强化抽采效果考察及分析;开展被保护层12煤层消除突出危险性的认证工作。 本文建立了被保护层残余瓦斯考察方法,通过从底板巷道中向被保护层施工考察钻孔进行参数测定对被保护层残余瓦斯参数进行考察,获得了被保护层各残余瓦斯参数。现场实测数据表明:通过对红菱煤矿实施保护层开采及被保护层的卸压瓦斯强化抽采措施,下被保护层12煤层变形稳定后的膨胀变形量为7.2‰,煤层透气性系数增加了1010倍,保护范围内下被保护层的瓦斯抽采率达到了77.5%,煤层瓦斯压力由7MPa降低至0.35MPa,瓦斯含量由22.5m3/t降为5.06m3/t。实现了保护层及被保护层的安全高效开采。
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD713

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【参考文献】
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