采用多场耦合数值模拟和现场实测相结合的方法,分析了倾斜煤层开采引起采空区侧向煤体瓦斯卸压效应和消突范围;以红岩煤矿倾斜长壁工作面为研究对象,建立考虑弹塑性损伤的流固耦合模型,模拟采动后围岩的位移和破坏,并分析采空区侧应力集中系数和渗透率的变化;对采动过程中采空区侧10～23 m范围内的瓦斯压力进行了监测并与模拟结果进行对比。模拟结果表明:工作面开采后,采空区一侧将形成破裂穿透、应力集中和初始弹性区,破裂穿透区的瓦斯压力得到有效释放;现场监测结果显示瓦斯压力随着工作面推进呈阶段式下降;对比发现数值模拟结果对预测瓦斯消突带的范围具有指导意义,并最终确定红岩煤矿倾斜长壁工作面突出消除范围为10 m。

1 采空区下部沿空煤体卸压效应模拟模型

2 数值模拟结果

    2.1 采空区周围变形破坏特征

    2.2 沿空煤层分区变化特征

3 沿空煤体瓦斯压力变化的现场考察

    3.1 钻孔布置与瓦斯压力变化

    3.2 瓦斯压力监测结果

    3.3 模拟与现场监测结果对比

    3.4 瓦斯消突带范围

4 结论