DOI: 10.11799/ce202505016
远距离下保护层开采覆岩裂隙演化规律及相似模拟分析
高忠国1
杨俊鹏2
辛亚军3
李光增1
曹建波1
张东营1
房宇栋2
龚佳伟2
1.黔西金坡煤业有限公司,贵州 毕节 5517002.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 4540003.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454000
摘要：远距离保护层开采因距离较远、卸压程度小及穿层钻孔施工难而受到制约,以黔金煤矿9#煤层(突出)与15#煤层(无突出)远距离保护层开采为背景,采用理论分析、相似模拟与现场试验开展研究,分析了远距离保护层开采后的顶板"两带"分布特征与瓦斯流动规律,探讨了工作面开采顶板覆岩运动与应力分布规律,设计了远距离保护层开采方案.结果表明:远距离保护层开采被保护层卸压情况主要与"两带"高度发育相关,工程矿井被保护层落在弯曲下沉带内;下保护层开采后,保护层上方"三带"产生,开切眼与终采线两侧曲线形态差别明显,煤层顶板下沉最为明显,被保护层顶板附近下沉较为缓和,上侧下沉较为明显;保护层工作面前方支承压力随工作面推进整体呈先升高再降低最后缓慢升高趋势;被保护层应力随着工作面推进,整体呈先缓慢升高后降低最后缓慢升高趋势;保护层开采过程中周期来压现象明显,平均周期来压垮落步距17 m,工作面推进243 m所形成裂隙发育带呈梯形,上垮落角为 69°,下垮落角为 62°;从 15#煤施工穿层钻孔能够抽放9#煤瓦斯,钻孔抽采浓度随着时间增长呈轻微下降趋势,监测周期 65 d 瓦斯浓度下降至3.8%,抽采效果显著.
关键词：保护层开采煤层变形裂隙发育卸压范围相似模拟
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51374091)贵州省科技支撑项目(2021)河南省重点研发与推广专项(科技攻关)项目(232102321132,232102320253)
论文发表日期：2025-05-20
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：8( 117-124 )
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