卸壓瓦斯儲集與采場圍巖裂隙演化關(guān)系研究.pdf

1、本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)巖石力學、礦山壓力與頂板控制等理論,應(yīng)用理論分析、模擬試驗和數(shù)值計算等方法研究了受采動影響采場覆巖裂隙的時空演化機理.結(jié)果表明,采場覆巖在采動過程中,由于頂板巖層物理性質(zhì)的差異,巖層之間產(chǎn)生不一致性的連續(xù)變形,這種巖層間的不協(xié)調(diào)變形將形成巖層移動中的各種裂隙分布.從離層、層裂和斷裂發(fā)展到冒落.受采影響覆巖的變形是由下至上逐層遞進發(fā)展的,所以也會產(chǎn)生短期的離層.覆巖離層裂隙帶是指在覆巖運動的動態(tài)過程中,在采

2、空區(qū)上方存在著的多個離層裂隙和縱向破斷裂隙.覆巖中的離層面和縱向破斷裂面存在著張開和閉合,從產(chǎn)生、發(fā)展到最終閉合是一個動態(tài)演化過程.模擬試驗研究發(fā)現(xiàn),對于處在采空區(qū)的不同空間位置的上覆巖層,其裂隙演化過程所經(jīng)歷時間周期完全不同,在采空上下風巷、工作面上方和開切眼區(qū)域,頂板巖層中裂隙充分發(fā)育后將可以保持相當長的時間周期,即采空區(qū)四周存在一個"環(huán)型裂隙圈".該"環(huán)型裂隙圈"也是瓦斯富集區(qū).這一發(fā)現(xiàn)為實施瓦斯災(zāi)害治理工程提供了理論依據(jù).根據(jù)流

3、體力學和滲流力學原理,分析了采動卸壓瓦斯的運輸特性,處在開采煤層上部的煤層受到采動影響透氣增大,卸壓瓦斯沿著下覆巖層的裂隙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運移到達采場或采場上部"環(huán)型裂隙圈"內(nèi);處在開采煤層下部的煤層受到采動影響透氣同樣增加,卸壓瓦斯沿上覆巖層的裂隙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運移到達采場空間與開采層的卸壓瓦斯混合,一部分被新鮮風流帶出地面進入大氣,一部分進入裂隙圈.應(yīng)用卸壓瓦斯儲集與采場圍巖裂隙演化關(guān)系研究成果,在開采煤層頂板巖層的環(huán)型裂隙圈內(nèi)布置瓦斯抽放工程(