综放工作面倾角影响卸压瓦斯运储区分形维数交叉融合研究及应用
赵鹏翔1
常泽晨2
李树刚3
林海飞3
卓日升4
邵秋冬5
裴文博6
王捞捞7
1.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054;新疆工程学院新疆煤炭绿色开采教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐 830023;新疆工程学院新疆煤矿灾害智能防控与应急重点实验室,新疆乌鲁木齐 830023;西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心,陕西西安 7100542.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054;新疆工程学院新疆煤炭绿色开采教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐 830023;甘肃多慧达智能装备科技有限责任公司,甘肃兰州 7300703.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054;西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心,陕西西安 7100544.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054;新疆工程学院新疆煤炭绿色开采教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐 8300235.新疆昌吉市菏泽腾达矿业有限责任公司,新疆昌吉 8311006.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 7100547.新疆工程学院新疆煤炭绿色开采教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐 830023
摘要：明晰煤炭开采过程中采空区卸压瓦斯的流动和聚集规律对于保障矿井安全作业具有重要意义.以新疆菏泽腾达煤矿B5煤层某主采工作面为研究背景,分析了不同煤层倾角下采动覆岩裂隙演化规律,确定了采空区卸压瓦斯运储区域范围,利用分形维数软件研究了卸压瓦斯运储区变化过程,构建了卸压瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型,揭示了倾角影响下瓦斯运储区交叉融合特征.结果表明:采动过程中上覆岩层离层量突变点1.87 m和贯通度突变点0.57可将裂隙场划分为瓦斯储集区、瓦斯运移区和覆岩压实区;通过研究不同区域的分形维数变化规律,掌握了瓦斯运储区随工作面推进呈现出"运储一体—区域显现—交叉融合—区域分离"的变化过程,在"区域形成—交叉融合—区域分离"阶段下的分形维数呈现出变化较小、剧烈变化和新发育3种状态;得到了煤层倾角影响下瓦斯运储区特征参数(区域高度、宽度)的大小,构建了瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型;依据现场实际情况计算出瓦斯运储区空间截面范围,对工作面卸压瓦斯抽采钻孔布置参数进行优化,优化后的卸压瓦斯抽采纯量和体积分数均有显著上升,验证了瓦斯运储区倾角效应分形维数量化表征模型及钻孔布置的合理性,研究结果可为倾斜厚煤层卸压瓦斯精准分域抽采提供参考.
关键词：煤层倾角分形维数瓦斯运储区交叉融合钻孔布置
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC3009004)国家自然科学基金(52074217)新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室开放课题资助项目(KLXGY-KA2404)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-29（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 3966-3979 )
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