下保护层开采煤岩层变形特征及保护范围研究

【摘要】：在治理煤与瓦斯突出灾害的各项措施中,开采保护层因其经济有效而被广泛使用。本文以淮南矿业集团潘三煤矿保护层B11-2和被保护层C13-1为研究对象,分析了保护层开采后在其采动影响下,被保护层的卸压保护范围的扩界情况。 本文在理论分析的基础上,运用数值模拟进行保护层开采的卸压范围的预测,最后通过现场试验的实测数据来验证和修正,研究得出：在卸压瓦斯的抽采配合下,开采远程下保护层可导致其对应的上被保护层衍生出扩展卸压区(扩界区),即被保护层的卸压角在倾向和走向方向均可以拓展为90。.研究表明扩界区域的煤体应力和煤层透气性比充分卸压区有所减少,与未卸压区相比则明显改善,证明了在卸压瓦斯抽采的影响下,扩界区域已经处于保护范围内,同时卸压角可由锐角提高至90。 为提高被保护层卸压瓦斯的抽采效率,设计了扩界区域的瓦斯抽采半径的试验,得到了扩界区域的瓦斯抽采半径的精确数据,通过对比分析卸压瓦斯的抽采方式,确定了扩界区域的卸压瓦斯抽采方案。本实验利用被保护层底板岩巷设计了上向穿层钻孔来抽采卸压瓦斯,通过扩界区瓦斯抽采半径的考查,将原设计扩界区5×5m钻孔布置优化为10×l0m布置,大幅减少了抽采钻孔的数量。根据考察结果,淮南潘三煤矿上被保护层C13-1煤层变形稳定后的相对膨胀变形为23.71‰,扩界区域煤层透气性系数增大75倍,煤层瓦斯单孔抽采率达40%以上,煤层瓦斯压力由3.1MPa降为0-0.7MPa,瓦斯含量由10m3/t降为3.8m3/t。 图33表10参50