【摘 要】
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开采动压引起的工作面前方煤体“卸压增流”现象是煤矿生产过程中的主要不安全因素之一。本文以千秋矿地质条件为基础,采用理论分析、数值模拟以及相似模拟等研究方法,对开采
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开采动压引起的工作面前方煤体“卸压增流”现象是煤矿生产过程中的主要不安全因素之一。本文以千秋矿地质条件为基础,采用理论分析、数值模拟以及相似模拟等研究方法,对开采动压影响下的回采工作面瓦斯涌出规律进行研究分析。以千秋矿地质条件为基础,采用相似模拟及现场实测的方法对工作面前方煤体位移变化及应力分布情况进行研究分析,结果表明:在回采过程中,工作面前方同一垂直位置,层位由低到高煤体破碎程度依次增加,同一层位,距离工作面由近至远煤体破碎程度逐渐减小;工作面前方的煤体可以形成倒三角充分破碎层、正三角不充分破碎层,上部煤体的破碎区域大于下部煤体,下部煤体超前支承压力极值点距工作面相对较近,且支承压极值小于上部煤体。基于岩石力学、渗透力学,对超前支承压力影响下的工作面前方煤体,运用多物理场软件进行流固耦合模拟,得到如下结论:(1)工作前方煤体由煤壁至煤体内部,煤岩瓦斯含量呈现递增趋势,且工作面前方卸压带与应力集中区瓦斯含量差值最大;(2)工作面前方煤体渗透率由煤壁至煤体内部渗透率逐步降低至某一低点然后恢复至煤岩体原始渗透率;(3)工作面前方煤体处于卸压带与应力集中区交汇处煤体瓦斯涌出强度最大,对工作面瓦斯体积分数影响最大。基于超前支承压力引起的工作面破坏规律及对前方煤体瓦斯运移规律的影响,对开采动压影响下的工作面瓦斯涌出规律进行分析,建立开采动压影响下的工作面煤体破坏模型,并对开采动压引起的工作面瓦斯涌出增加量进行推导计算。
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