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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于PFC的上向远距离被保护煤层横向裂隙时空演化规律研究
  • 作者

    石钰邢珍珍詹可亮李树刚赵鹏翔薛俊华

  • 单位

    西安科技大学安全科学与工程学院西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室淮南师范学院机械与电气工程学院

  • 摘要
    为探究上向远距离被保护煤层横向离层裂隙时空演化规律,以平煤六矿采区开采戊8煤层向上保护丁5.6煤层为工程背景,采用相似物理模拟实验和PFC(Particle Flow Code)数值模拟相结合的方法,系统研究保护层开采过程中上覆煤岩体移动变形、被保护煤层采动裂隙发育及分布特征、被保护煤层应力时空演化规律,同时采用RFPA(Realistic Failure Process Analysis)数值模拟软件对被保护煤层的透气性进行分析。结果表明:卸压开采后,远距离上被保护煤层产生拉伸型横向裂隙,形成卸压瓦斯横向渗流通道。采动影响下,覆岩裂隙延伸出现分层现象,裂隙发育呈“梯形”,被保护煤层应力变化曲线从“V”形向“U”形转变,被保护煤层保护边界向保护层采空区方向内错约10~20 m,进入稳定卸压膨胀区域,煤层透气性显著提高,产生较强的“卸压增透”效应,此时为卸压瓦斯抽采最佳“时间窗口期”。
  • 关键词

    上向远距离被保护煤层PFC横向裂隙时间窗口期

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金项目(11802231,52174205,51974239);
  • 文章目录


    1 平煤六矿地质条件
    2 采动裂隙发育相似物理模拟实验
    2.1 实验模型基础
    2.2 实验结果分析
    3 采动裂隙发育数值模拟
    3.1 颗粒流PFC2D仿真原理
    3.2 参数选择及模型建立
    3.3 模型验证
    3.4 结果与讨论
    3.4.1 覆岩裂隙率时空变化特征
    3.4.2 覆岩裂隙密度和数量变化规律
    3.4.3 上被保护煤层应力分布及透气性变化规律
    4 结 论
  • 引用格式
    [1]石钰,邢珍珍,詹可亮,等.基于PFC的上向远距离被保护煤层横向裂隙时空演化规律研究[J].采矿与安全工程学报,2025,42(01):229-238.
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