深井高瓦斯工作面采動(dòng)裂隙演化規(guī)律與卸壓瓦斯綜合治理研究.pdf

1、煤炭作為我國(guó)主導(dǎo)能源的地位在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)不可替代。煤炭能否安全高效開采，嚴(yán)重影響我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。長(zhǎng)期以來，瓦斯事故是危及礦工生命的第一殺手，瓦斯治理也成為世界性難題。目前，我國(guó)淺部煤炭資源日漸枯竭，煤層開采向深部進(jìn)行。隨著開釆深度的增加，地應(yīng)力、瓦斯壓力以及含量越來越高，瓦斯涌出量明顯增大，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性日趨嚴(yán)重，瓦斯治理的難度越來越大。如果瓦斯綜合治理長(zhǎng)期得不到解決，煤炭安全高效開采難以實(shí)現(xiàn)。因此，研究卸壓開采過程中圍巖

2、活動(dòng)規(guī)律，探究采動(dòng)裂隙形成和發(fā)育演化過程，確定瓦斯富集區(qū)位置是瓦斯綜合治理的關(guān)鍵。
　　論文以朱集礦千米深井1112（1）工作面為研究對(duì)象，采用3DEC數(shù)值模擬結(jié)合相似模擬試驗(yàn)兩種手段，研究了煤層回采期間圍巖破壞特征規(guī)律、垂直應(yīng)力分布、采動(dòng)裂隙演化過程和特征。模擬結(jié)果表明，直接頂跨落步距為20~21.6m，老頂垮落步距為35~36m，老頂周期來壓步距為10m，巖層破壞呈梯形，向上和向前發(fā)展，巖層下沉量具有不均性；距煤層頂板10倍~

3、15倍采高處橫向裂隙和豎向裂隙發(fā)育充分，工作面邊界距切眼35m處受采動(dòng)影響較小，瓦斯富集區(qū)位置在豎直方向上距煤層頂板10倍采高處、寬度約為30m，水平距工作面切眼約為15m。
　　根據(jù)數(shù)值模擬和相似模擬試驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合具體實(shí)踐，在距開采煤層頂板上方10倍采高、外錯(cuò)軌道順槽35m處布置一條多用巷，并提出了“一巷多用”瓦斯治理新模式。根據(jù)工程實(shí)踐表明，1112（1）工作面回風(fēng)量為2100~2751m3/min，風(fēng)排瓦斯量平均值為10.

4、04m3/min，瓦斯?jié)舛绕骄鶠?.4％，瓦斯抽采率為84.8%，絕對(duì)瓦斯涌出量最大為116.27m3/min，平均為69m3/min，煤炭日產(chǎn)量平均為4746.61t，累計(jì)產(chǎn)煤約為234萬t。同時(shí)還考察了各抽采方式的瓦斯抽采效果，多用巷平均瓦斯抽采量為22.38m3/min，占瓦斯抽采總量的40.1%；地面鉆井平均瓦斯抽采量為20.39m3/min，占36.5%，采空區(qū)埋管和密閉墻瓦斯抽采量分別為3.7m3/min和9.4m3/min