保护层开采被保护层体积应变与渗透特性相似模拟研究
霍丙杰1
范张磊1
路洋波2
段志华1
荆雪冬1
解振华1
1.辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新,1230002.煤科集团沈阳研究院有限公司,辽宁沈阳,113122
摘要：保护效果分析是保护层开采的关键技术之一,体积变形与渗透特性是评价保护效果的核心指标.以长平矿3号煤层下保护层开采防治瓦斯灾害为工程背景,基于实验室相似模拟研究平台,根据体积应变特征研究被保护层渗透特性演化规律,提出了“四定点围域面积”分析方法,应用其研究被保护层在采动应力变化条件下体积应变特征;建立了体积应变与渗透率相关性数学模型,揭示了被保护层卸压煤岩体渗透特性演化规律.研究成果表明:下保护层工作面推进过程中,被保护层煤体体积应变在空间上依次呈Λ型、π型和马鞍型分布;在保护层开采过程中被保护层最大压缩变形率为0.723％,最大膨胀变形率为0.77％.下保护层开采过程中,被保护层煤体渗透性演化规律总体呈马鞍型发展趋势,被保护层在拉伸蠕变阶段渗透率最大增加129％,在采空区覆岩压缩密实阶段渗透率平均增加82％,在压缩稳定后渗透率平均增加43％.研究成果揭示了长平矿下保护层开采过程中被保护层渗透特征演化规律,为被保护层卸压效果评价、卸压瓦斯治理方案确定提供了理论依据.
关键词：保护层开采相似材料模拟体积应变渗透特性瓦斯防治
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51504127)辽宁省煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心开放基金资助项目(NTU17KF06)
论文发表日期：2018-01-01
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( 19-25,80 )
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