急傾斜煤層水平分段綜采放頂煤注水軟化技術(shù)研究.pdf

1、急傾斜特厚煤層水平分段綜放開采過程中，遇到煤質(zhì)堅硬、煤層整體強(qiáng)度大的煤層時，僅依靠礦山壓力作用頂煤難以冒放，需要對堅硬頂煤進(jìn)行人工弱化處理。注水軟化是頂煤弱化的關(guān)鍵技術(shù)之一，具有安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點。深入研究注水參數(shù)對于解決此類頂煤冒放難題，提高采出率具有重要意義。
　　 通過總結(jié)影響煤層注水軟化的因素，從物理和化學(xué)角度，分析水對煤體的損傷機(jī)理，進(jìn)而研究壓力水對煤體強(qiáng)度的影響。在以上理論分析的基礎(chǔ)上，對注水時間、壓力以及

2、注水孔布置等注水軟化參數(shù)的確定方法進(jìn)行了分析，為現(xiàn)場注水軟化提供理論依據(jù)。
　　 本論文以小紅溝煤礦+568 水平B3+4 煤層注水軟化項目為工程背景，進(jìn)行注水軟化參數(shù)的實踐研究。在實驗室對小紅溝煤礦煤樣進(jìn)行含水率、吸水率和空隙率進(jìn)行測定，并通過超聲波試驗和單軸抗壓試驗，分析該礦煤體B3、B4 煤層煤樣的水力學(xué)特性，煤體在水作用下的力學(xué)性質(zhì)的改變，以及煤體不同含水率下的破壞狀態(tài)。
　　 采用實驗得出的煤層力學(xué)參數(shù)，運用F

3、LAC3D 數(shù)值模擬軟件分析小紅溝煤礦開采過程圍巖位移、應(yīng)力狀況，并用RFPA2D 數(shù)值模擬軟件水力致裂的滲透范圍進(jìn)行確定。在以上分析的基礎(chǔ)上，對小紅溝煤礦B3+4 煤層的現(xiàn)場注水軟化的參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬設(shè)計研究。運用RFPA2D 數(shù)值模擬軟件對注水前后的開采及頂板跨落情況進(jìn)行模擬，驗證注水軟化參數(shù)設(shè)計的合理性。
　　 研究表明，用計算得到的注水參數(shù)對小紅溝煤礦+568 水平B3+4 煤層進(jìn)行注水軟化，能達(dá)到頂煤塊度小、易于冒放、