高瓦斯煤层群保护层开采及巷道布置研究

摘要

针对发耳煤矿安全开采问题，本文通过理论分析、数值模拟等方法对高瓦斯突出煤层群保护层开采及巷道布置体系进行了研究。采用理论分析方法，分析了上覆岩层运动规律，明确了保护层开采保护作用机理：保护层开采的保护作用是卸压效应和瓦斯抽放共同作用的结果，但卸压是首要的，起决定性的作用；依据发耳煤矿煤层赋存条件，提出了两个保护层开采方案，并采用FLAC3D数值模拟方法对方案进行了卸压效果比较；依据我国上行开采工程实践经验和采用数值模拟方法对近距离层间距条件下下保护层的开采可行性进行了论证，确定了合理的方案；采用数值模拟方法对选定方案进行了被保护层卸压演化规律研究，确定了卸压范围，并对瓦斯涌出规律进行了预测，揭示了在近距离煤层群开采条件下岩层活动与瓦斯压力、瓦斯流量的相互关系。在巷道布置体系方面，提出了在高瓦斯近距离煤层群开采条件下的巷道布置体系基本思路，对准备巷道联合方式与层间联系方式、回采过程中的通风方式、瓦斯抽放方式等问题进行了分析研究；并依据支承压力规律，对巷道留设方式与位置选择、采掘接替关系等问题进行了研究。通过对这些问题的研究，在保护层开采与近距离煤层群巷道布置方面得到了一些有益的结论，为高瓦斯煤层群安全开采提供了重要保障，对于类似条件下的开采具有重要意义。

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1 绪论

1.1 课题的提出

1.2 保护层开采国内外研究现状

1.3 主要研究内容及研究思路

2 高瓦斯近距离煤层群首采保护层选择

2.1 发耳煤矿工程地质条件

2.2 保护层开采保护作用机理分析

2.3 发耳煤矿首采保护层选择

2.4 小结

3 近距离煤层群下保护层开采可行性研究

3.1 下保护层开采覆岩运动规律及可行性影响因素分析

3.2 基于我国上行开采经验的下保护层开采可行性研究

3.3 下保护层开采可行性数值模拟研究

3.4 小结

4 近距离煤层群保护层开采卸压演化规律与瓦斯涌出规律预测

4.1 沿推进方向1煤卸压演化规律分析

4.2 沿工作面方向1煤卸压演化规律分析

4.3 沿煤层层面方向1煤卸压演化规律分析

4.4 上覆岩层活动对3煤回采过程中瓦斯涌出影响预测

4.5 5-2与5-3煤卸压规律分析

4.6 小结

5 高瓦斯煤层群巷道布置研究

5.1 高瓦斯煤层群巷道布置基本思路

5.2 高瓦斯煤层群准备巷道联合布置研究

5.3 高瓦斯煤层群回采巷道通风方式选择

5.4 保护层开采过程中瓦斯抽放方式的选择

5.5 巷道留设方式及采掘接替顺序研究

5.6 小结

6 主要结论

致谢

参考文献