采動變形場對瓦斯抽采及突出預測影響的研究.pdf

1、在采動應力影響下,工作面煤體的變形演化及其與瓦斯?jié)B流場間的耦合關(guān)系直接與突出預測及煤層瓦斯的抽采技術(shù)相關(guān)聯(lián),對此進行深入的研究有著很大的理論研究價值及實用意義。本文綜合采用實驗室實驗、理論分析、數(shù)值計算、數(shù)值模擬和現(xiàn)場實測驗證等方法,對掘進面煤體的采動變形場、瓦斯?jié)B流場及其與突出預測及煤層瓦斯抽放間的控制關(guān)系進行了較為系統(tǒng)的研究。
　　基于CT技術(shù),設計、研制了煤體變形演化的CT分析實驗臺,得到了不同時刻、不同位置處的大量數(shù)據(jù)及煤

2、體變形動力演化規(guī)律,據(jù)此提出了以煤體密度來描述煤體的空間變形狀態(tài)的理論分析途徑及方法,并得到了煤體內(nèi)的應力傳遞規(guī)律及其數(shù)學表達式。研究結(jié)果顯示,采動下煤體的變形狀態(tài)在空間分布上存在不均勻性,但也呈現(xiàn)出特定的規(guī)律,且其變形狀態(tài)與煤體的力學性能、采動應力狀態(tài)、應力集中帶的深度、煤層厚度及瓦斯等多種因素密切相關(guān)。
　　煤體采動變形狀態(tài)的演化會使其滲透率產(chǎn)生空間上的差異,掘進面煤層瓦斯的滲流狀態(tài)除了在掘進方向上存在差異之外,在煤層厚度上也

3、具有顯著差異,有效揭示了掘進工作面煤層瓦斯?jié)B流的立體狀態(tài),對瓦斯?jié)B流狀態(tài)有了進一步的認識。工程測定結(jié)果也對煤層厚度上瓦斯透氣性能的差異性給予了證實。這種空間分布上的差異性是控制采動區(qū)煤層瓦斯鉆孔抽放效果、相關(guān)突出預測指標的關(guān)鍵因素,基于煤體的采動變形狀態(tài)及瓦斯?jié)B流場來布置預測鉆孔是提高突出預測準確性的重要手段。
　　運用對煤體的實際采動變形狀態(tài)及瓦斯?jié)B流場的研究結(jié)果,為高瓦斯、低滲透煤層掘進巷道兩幫卸壓區(qū)內(nèi)的瓦斯抽放提供了理論指導