上保护层开采卸压保护范围研究

摘要

目前保护层卸压范围研究主要集中在分析煤层应力、变形和塑形破坏的演化特性及下保护层开采卸压范围,存在对保护层保护效果的考察较少、实测过程中取点较少造成实验结果误差较大等问题.针对以上问题,以淮南矿业集团有限责任公司潘二煤矿18125工作面为研究对象,采用数值模拟计算和现场考察分析方法研究了保护层开采后被保护层的应力分布、煤层顶底板膨胀变形率和煤层瓦斯压力变化特征.结果表明:①被保护层走向垂直应力呈中心轴对称分布,倾向卸压区表现为类椭圆形.②上保护层工作面开采后,在其底板形成地应力卸压区,底板煤岩层应力减小,卸压区煤岩层向上发生移动和变形,由于保护层和被保护层层间距不同,被保护层移动与变形量存在差距,越靠近开采层,被保护层膨胀变形量越大,被保护层卸压效果越明显.保护层工作面后方30～60 m是被保护层卸压抽采瓦斯的最佳区域.③根据瓦斯压力观测钻孔与保护层工作面初切眼位置的相对关系及瓦斯压力观测结果,得到保护层开采走向最大有效卸压角约为69.8°.④通过数值模拟并结合现场考察分析,根据被保护层应力分布、煤层顶底板膨胀变形率和煤层瓦斯压力变化特征,得出被保护层走向卸压角约为60°,倾向上下部卸压角均为75°.