近距离保护层开采遗留煤柱应力集中区瓦斯赋存规律研究 论文
在煤炭开采中,保护层开采是一种重要的矿压控制技术,它能够通过对上覆或下伏煤层的预先开采,以缓解工作面的应力集中,降低瓦斯涌出和煤炭自燃的危险。阳煤集团新景矿的9号煤层9106工作面在开采过程中需穿越8号煤层遗留煤柱,遗留煤柱的存在会形成应力集中区,这对开采安全和效率提出了新的挑战。
研究人员采用了理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,研究了近距离保护层开采遗留煤柱应力集中区的瓦斯赋存规律。通过建立保护层力学模型,研究者能够获得保护层力学计算公式。在数值模拟方面,使用FLAC等模拟软件揭示了煤柱压煤区应力分布规律及影响范围。对于类似的研究,您可以参考《过上煤层遗留煤柱矿压显现规律数值模拟》了解更多相关数据。
结果表明,保护层开采完成后,垂直应力状态以遗留煤柱为中心,依次对称向两边扩散,且距离遗留煤柱越远,应力扩散范围就越广。研究还指出,遗留煤柱的影响范围和最大应力值能够通过数值模拟的方式进行估算。《深部近距离保护层开采煤柱矿压显现规律》一文详细讨论了这一现象的模拟过程。
现场监测验证环节也非常重要。通过监测煤层应力集中区及卸压区的瓦斯钻屑指标,研究者发现钻屑瓦斯解吸指标(K1值)和钻屑量与应力分布状态之间具有良好的相关性。这表明,近距离保护层开采可以使得煤层中的瓦斯得到充分释放,进而提高开采过程的安全性。有关现场监测的具体应用,可以查阅《谢一矿51采区保护层开采卸压规律数值模拟研究》以获取更多信息。
具体而言,研究工作涉及的关键知识点包括:1. 保护层开采技术:通过预先开采保护层,形成一个卸压带,从而降低对工作面煤层的应力集中和瓦斯压力。2. 遗留煤柱:遗留煤柱是指在过去的煤炭开采过程中留下的部分煤体,其存在会导致应力集中。3. 数值模拟:使用FLAC软件对复杂条件下的应力分布和煤层变形进行模拟分析,更多内容可参考《保护煤柱开采暗斜井矿压显现规律研究》。4. 现场实测:结合实际的开采情况,获取应力集中区和卸压区的瓦斯钻屑指标。5. 矿压显现规律:在煤矿开采过程中,由于煤层、围岩和开采活动相互作用而表现出的力学行为特征。6. 瓦斯赋存规律:瓦斯在煤层中的分布、运移和赋存状态的规律性。7. 应力集中:煤层开采引起应力重新分布,使得某些区域应力高度集中。8. 影响范围:应力集中区对周围煤层产生的影响区域大小。通过这些研究,阳煤集团能够更好地理解保护层开采过程中的应力分布和瓦斯释放规律,进一步优化开采设计,提高煤矿开采的安全性和经济性。