保护层开采能够有效防治煤矿瓦斯问题,保护效果是保护层开采设计的重要依据。为了研究保护层开采时被保护层裂隙演化和渗透特征,采用现场测试对保护层开采前后裂隙发育特征进行分析,并对保护层开采过程中被保护层渗透率和卸压特征进行了相似模拟和数值模拟研究,研究结果表明:保护层开采前,裂隙发育数量和宽度较小,受保护层开采影响后,裂隙数量和宽度明显增加,裂隙发育度提高;保护层开采后被保护层可划分原岩应力区、支撑应力区、开采卸压区、应力恢复区4个区,支撑应力区渗透率降低,应力恢复区渗透率小幅提高,开采卸压区内渗透率可达到开采前的7倍以上;保护层开采后,被保护层卸压幅度将近50%,卸压率曲线呈"沟渠状"分布,被保护层膨胀率整体大于3‰,满足《防治煤与瓦斯突出细则》的要求,保护层开采可以达到卸压增透的效果。

1 工程概况及观测设备
1.1 工程概况
1.2 测试设备
1.2.1 钻孔电视窥视装置
1.2.2 钻孔注水设备
2 被保护层裂隙发育
2.1 钻孔电视窥视
2.2 分段注水试验
3 被保护层增透相似模拟试验
3.1 开采被保护层应力特征
3.2 保护层开采过程中被保护层增透特征
4 被保护层卸压数值模拟试验
4.1 开采被保护层卸压特征
4.2 开采被保护层膨胀特征
5 综合分析
6 结论