象山矿上保护层开采卸压保护范围研究
钱万学1
陈卫东2
陈学习3
陈星宇3
薛浩源3
张志远3
1.陕西陕煤韩城矿业有限公司,陕西 韩城 7154002.陕西陕煤韩城矿业有限公司 王峰矿井,陕西 韩城 7154003.华北科技学院 矿山安全学院,河北 三河 065201
摘要：针对近距离上保护层开采中保护范围测点稀疏、保护边界判定误差较大的技术难题,以象山矿 21311 工作面为工程背景,综合运用FLAC3D数值模拟与现场多钻孔联合实测的方法,系统分析了上保护层开采过程中被保护层的应力场、塑性区、膨胀变形量及渗透率时空演化规律,并考察其瓦斯治理效果,以实现卸压保护范围的精确划定与考察方法的优化.研究表明:底板应力场演化呈现"局部卸压-对称扩展-稳态平衡"3 个阶段特征,卸压区垂直应力最大降幅可达原岩应力的 95%;塑性区呈"梯形"扩展,最大破坏深度稳定在 30 m,确保被保护层整体进入完全破坏卸压状态;膨胀变形率与渗透率呈"马鞍形"对称分布,其中卸压核心区的渗透率提升了 172.5 倍,为瓦斯高效抽采提供了优势通道.沿工作面走向(切眼侧A组、终采线侧D组)与倾向(辅助进风巷侧B组、主进风巷侧C组)共布设 20 个监测钻孔,实施密集监测:基于膨胀变形率临界指标,精确确定走向切眼侧卸压角为 61°,终采线侧卸压角为 58°,倾向辅助进风巷侧卸压角为 79°,主进风巷侧卸压角为 81°,显著提高了保护边界的识别精度.配合底板定向长钻孔对下向卸压瓦斯实施拦截抽采,卸压瓦斯抽采率最高达 55.31%,被保护层残余瓦斯含量降至2.29～3.90 m3/t,透气性系数提高 8～12 倍,钻孔瓦斯流量衰减系数下降 40%～50%.
关键词：上保护层开采保护范围膨胀变形率测点优化瓦斯治理
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52174181)河北省省级科技计划资助项目(22375401D)中央高校基本科研业务费资助项目(3142023065)
论文发表日期：2026-02-20
在线出版日期：2026-03-19（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 70-80 )
英文信息