突出煤层沿空采动煤体卸压带及瓦斯分布规律研究

摘要

本文运用理论分析，数值模拟和现场测试的方法，对突出煤层沿空采动煤体卸压带及瓦斯分布规律进行了研究。以焦作演马庄矿和安阳大众矿两个突出矿井为试验点，详细的分析了试验点的突出现状及治理情况。运用岩石力学，渗流力学等理论推导了沿空采动煤体应力与瓦斯相互作用、相互影响的耦合数学模型，借助FLAC3D软件，对沿空采动煤体卸压带及瓦斯分布规律进行了数值模拟，研究表明：在沿空采动煤体卸压带内部和采空区煤壁之间存在瓦斯流动场，这是因为它们之间的瓦斯压力值有一定落差，从而迫使卸压带中的瓦斯由煤体内部向采空区渗流运移，造成煤体中的瓦斯压力呈现出下降趋势；接着，在试验点对突出煤层沿空采动煤体进行瓦斯含量现场测定，并分析其分布规律与涌出规律，研究表明：从沿空采动煤壁煤层瓦斯含量由深部向煤壁方向逐渐降低，瓦斯涌出量增大。最后对试验点进行突出危险性预测，研究表明：突出煤层沿空采动煤层瓦斯压力及含量降低，透气性增强，突出危险性预测指标大部分降到了突出临界值以下，一定程度上减小了突出危险性。
　　通过对突出煤层沿空采动煤体卸压带及瓦斯分布规律的研究得出，在突出煤层沿空煤体卸压带内掘进时，相对于在原始突出煤层掘巷而言，突出危险性相对较弱，对保障突出煤层煤巷快速安全掘进施工有重大意义，也对其他相似矿区有重要参考价值。

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1绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3论文主要研究内容和思路

2工业试验现场概况

2.1焦作演马庄煤业

2.2安阳大众煤业

2.3本章小结

3含瓦斯煤岩的物理力学特性和渗透特性

3.1岩石的结构及渗流基本特性

3.2岩石的孔隙性

3.3煤岩的渗流结构类型

3.4煤岩的渗流特性

3.5煤岩的渗流性特点

3.6本章小结

4卸压带对突出的作用机理

4.1巷道煤层区域中应力分布状态及其划分

4.2瓦斯压力分布对突出过程中的作用

4.2煤层应力场与瓦斯流动场相互作用分析

4.5本章小结

5煤岩瓦斯-固流耦合模型

5.1基本思路

5.2条件假设

5.3煤岩瓦斯固流耦合方程

3.4本章小结

6数值模拟

6.1 FLAC3D数值模拟软件简介

6.2数值模拟

6.3本章小结

7突出煤层沿空采动煤体瓦斯分布规律效果考察

7.1沿空采动煤体瓦斯含量分布规律

7.2沿空掘进工作面瓦斯涌出规律

7.3沿空掘进工作面突出危险性预测

7.4本章小结

8突出煤层沿空掘进煤层条带突出危险性评价

8.1相关评价原则

8.2演马庄矿沿空掘进所在煤层条带突出危险性评价

8.3大众矿沿空掘进所在煤层条带突出危险性评价

8.4本章小结

9 结论与展望

9.1结论

9.2展望

参考文献

致谢