回采工作面断层附近应力场分布及瓦斯抽采关键技术研究

摘要

煤矿中隐伏小构造不仅会影响矿井正常的施工和生产，而且是诱导矿井地质灾害发生的主要因素，尤其在含瓦斯煤层的开采过程中，隐伏小构造改变区域中应力分布状态，破坏了煤体的内部结构，为瓦斯的运移以及赋存提供了有利条件。本文通过理论分析研究影响瓦斯赋存与运移的条件和关键性因素，利用FLAC3D模拟软件建立断层模型，将实测地应力数据施加于模型应力环境之中，模拟工作面回采扰动对煤与瓦斯突出的控制作用，研究断层附近应力变化对瓦斯抽采的影响，其主要研究成果如下： （1）根据实际地质资料以及瓦斯赋存条件，引进断层封闭性理论，得出霍尔辛赫3号煤顶底板岩层主要为泥岩以及泥岩成分岩层，孔渗性较低，在断层存在的情况下对瓦斯形成封闭。 （2）通过对煤层地应力进行实测，明确了研究对象所处应力环境，得出水平主应力最大值为 13.97Mpa，最小水平主应力最大值为 7.24Mpa，所测区域应力场类型为σH＞σV＞σh型，最大水平主应力主体方向为NNW向。 （3）利用槽波勘探技术使用透射法探测 3303 工作面构造异常区中断层的详细分布，使用 SPW 地震处理软件进行数据处理，生成反射界面图，直观、清晰的反映出断层具体情况。 （4）依据突出发动中心扩展机理，通过数值模拟研究工作面回采过断层前后主应力场的变化，预测煤与瓦斯突出点的位置，指导需强化预抽的范围。通过工程实测数据分析断层周围高应力场对钻孔抽采半径以及成孔率的影响，进而提出解决塌孔、卡钻的技术措施来指导工程实践的实施。

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回采工作面断层附近应力场分布及瓦斯抽采关键技术研究