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黄陵矿区综采工作面卸压瓦斯运储区演化规律分析及工程实践
煤炭学报
网络首发时间:2024-01-25 15:42:14
98
作者
李团结
单位
陕煤黄陵矿业有限公司
摘要
煤层开采诱发的覆岩裂隙结构演变,对采空区卸压瓦斯运移与储集具有较大影响。为了确定黄陵矿区综采工作面高强度开采上覆岩层裂隙网络中卸压瓦斯运移与储集区动态演化规律,以黄陵二号煤矿213工作面为基础原型,通过二维物理相似模拟实验,该综采工作面在高强度开采过程中支承压力变化、岩层移动以及覆岩裂隙分布特征;依据裂隙形态对卸压瓦斯运储区进行判别,明确了卸压瓦斯运移通道与储集区的判别方法,得到卸压瓦斯运储区演化规律。并以此为基础,提出了基于卸压瓦斯运储区位置、瓦斯涌出强度的卸压瓦斯抽采技术选择流程,优化了常规高位钻孔与定向长钻孔布置层位。研究结果表明:覆岩垮落后采动垂直应力分布大致呈对称类梯形,岩层位移分布均呈现趋于对阵的梯台形;卸压瓦斯运移与储集区可划分为四个区域,分别为卸压瓦斯储集优势区、运移优势区、微渗区及运-储优势区四个区域。根据相邻工作面历史瓦斯涌出量数据及试验工作面瓦斯含量,选择定向长钻孔辅以常规高位钻孔的卸压瓦斯抽采模式,设计并优化了钻孔布置参数,工作面回采期间抽采钻孔内瓦斯体积分数可长时间稳定在30%以上,工作面、回风巷及上隅角等重点区域瓦斯体积分数分别控制在0.18%~0.46%、0.2%~0.46%以及0.25%~0.84%,均远低于相关规定最大值。工程实践结果表明,依据卸压瓦斯运储区分布特征设计抽采钻孔,可有效提高卸压瓦斯抽采效率,保障工作面安全高效生产。
关键词
覆岩裂隙
卸压瓦斯
运储区域
抽采钻孔
高强度开采
文章目录
1 物理相似模拟实验设计
1.1 工作面概况
1.2 物理相似模型搭建及实验监测手段
1.2.1 相似常数确定
1.2.2 模型搭建
1.2.3 监测手段
2 物理相似模拟实验结果
2.1 覆岩垮落规律
2.2 覆岩移动规律
2.3 煤层底板应力变化规律
2.4 覆岩裂隙分布规律及形态特征
2.5 采动覆岩卸压瓦斯运储区辨识及划分
3 综采工作面卸压瓦斯抽采工程实践
3.1 231工作面卸压瓦斯运储区动态演化过程
3.2 卸压瓦斯抽采方法选择
3.2.1 213工作面煤层原始瓦斯赋存特征
3.2.2 213工作面卸压瓦斯抽采方法选择依据
3.3 卸压瓦斯抽采钻孔布置
3.4 卸压瓦斯抽采效果分析
3.4.1 常规高位钻孔抽采效果分析
3.4.2 定向长钻孔抽采效果分析
3.5 瓦斯治理效果分析
4 结论
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