煤层叠加开采覆岩卸压范围及邻近层瓦斯精准抽采研究
王海东1
姜琦1
张泽宇2
梁忠秋3
邵学斌2
靳磊1
1.华北科技学院 矿山安全学院,河北 三河 0652012.山西新元煤炭有限责任公司,山西 寿阳 0454003.中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122
摘要：针对新元煤矿 9 号煤层具有强突出危险的开采难题,提出将 3 号煤层作为上保护层优先开采,通过分析煤层开采后顶底板破坏机理,分别预测 3 号煤层底板破坏最大深度和 9 号煤层裂隙带高度范围;为还原工作面真实开采情况,通过填充采空区的数值模拟方案进行研究,分析了 3 号煤层开采时 9 号煤层上覆岩层应力、位移演化规律,对单煤层和双煤层开采覆岩运移情况进行对比,并计算工作面开采层和邻近层瓦斯涌出量的占比,由此提出采用中位瓦斯抽采巷抽采邻近层瓦斯的抽采方案,并对其抽采效果进行了验证,同时对 9 号煤层卸压效果进行了考察.结果表明:开采 3 号煤层底板最大破坏深度为 59.52 m,大于 3 号与 9 号煤层间距,初步验证开采 3 号煤层对 9 号煤层具有卸压影响,9 号煤层裂隙带高度为 11.92～46.88 m;3 号煤层开采后,9 号煤层分布着原岩应力区、应力集中区、卸压区、重新压实区 4 个区域,卸压范围因工作面顶板来压先变大后变小,最后趋于稳定,经卸压的 9 号煤层垂直应力下降 40%以上,最大卸压率 0.54,最大膨胀变形率达 4.78‰;9 号煤层残余瓦斯压力降至 0.23 MPa以下,煤层透气性系数增大了 62 倍,消除了被保护层突出危险性;中位巷稳定抽采期间,回风巷瓦斯体积分数在0.18%～0.38%之间,保证了工作面的安全生产.
关键词：煤与瓦斯突出保护层开采底板卸压覆岩破坏瓦斯抽采卸压增透
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：河北省自然科学基金资助项目(E2024508006)
论文发表日期：2025-05-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 78-86 )
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