采动裂隙椭抛带动态演化规律及应用研究

摘要

大力推行煤层气（俗称瓦斯）的抽采利用，但因我国煤层瓦斯赋存有"三高三低"的明显特征，导致预抽煤层瓦斯效果不甚理想。因此，如何有效地开发和利用瓦斯，实现煤与瓦斯两种资源的安全协调共采，一直都是广大科技工作者努力的方向和目标。煤层开采后,覆岩采动裂隙分布特征与卸压瓦斯抽采密切相关.通过物理相似模拟及数值模拟,得到煤层开采后其裂隙形态可用采动裂隙椭抛带来描述,基于采动岩体关键层理论,分析了采动裂隙椭抛带的类型、特征及动态演化规律.利用环境流体力学、渗流力学等,建立了椭抛带中卸压瓦斯的升浮—扩散方程,并分析了相应的运移过程,得到椭抛带中抽采卸压瓦斯的原理.最后通过山西天池煤矿采动裂隙椭抛带中抽采卸压瓦斯的现场实践,说明采动裂隙椭抛带是卸压瓦斯储运区,将卸压瓦斯抽采系统布置其中,可取得良好的效果,为保证工作面安全高效生产,实现煤与瓦斯的安全共采提供了科学依据.