构造应力作用下覆岩卸压演化规律试验研究

覆岩运移是一个伴随煤层开采的时空变化而不断演化的动态过程。通过对煤层开采与岩层卸压的动态演化进行关联分析发现，伴随着煤层的开采，上覆岩层的卸压范围处于不断变化中。为了掌握卸压范围变化的规律，采用相似材料模拟试验的方法，将覆岩按层位进行划分，在各层位布设应力监测点。通过对各应力监测点采集的数据进行分析发现，在开采过程中，其上位岩层卸压范围在宏观上呈现先增加后减小并最终恒定的过程，进而得出随开采其卸压范围变化的规律，以及最大卸压区间出现的位置。并且通过加载水平应力场发现，水平应力的作用加强了岩层自承能力，削弱了岩层自重引起的卸压，岩层初始卸压层位发生了变化，卸压呈现跳跃发展。关键层结构对于岩层卸压起到了一定的控制作用。对比支承压力峰值发现，支承压力在纵向分布以35～41m为分界，分界线上受支承压力影响较小，无明显变化规律。

上覆远程卸压岩体移动特性与瓦斯抽采技术

运用数值模拟和现场试验相结合的研究方法,研究上覆远程卸压岩体移动和裂隙分布以及远程卸压瓦斯的渗流流动特性,提出了符合远程卸压瓦斯流动特性的远程瓦斯抽采方法。通过淮南潘一矿煤与瓦斯安全高效共采试验证明,底板巷道网格式上向穿层钻孔远程瓦斯抽采方法可以区域性地消除卸压煤层的突出危险性,有效地降低卸压煤层的瓦斯含量,实现高瓦斯、煤与瓦斯突出危险煤层的安全高效开采。

初采段不同卸压程度区域顶板走向高位钻孔布置层位研究

针对高河煤矿W1320工作面初采段瓦斯治理问题,提出多层位钻孔瓦斯抽采技术,研究初采段不同卸压程度区域顶板走向高位钻孔布置层位的分布范围,揭示了工作面初采段采空区周围煤岩体卸压程度的演化特征和覆岩裂隙发育规律。研究结果表明,初采阶段,采空区中部覆岩卸压程度先增大后减小,覆岩裂隙发育经历了开始发育、充分发育、重新压实等过程,采空区四周覆岩卸压程度逐渐增大,覆岩裂隙逐渐发育,直至形成“O”形圈;分析4个钻场的瓦斯抽采效果发现,工作面初采段存在2个瓦斯抽采有利区,第1个区域抽采纯量约为0.3 m~3/min,内错距离为10~28 m,垂直高度为2~10 m;第2个区域抽采纯量约为0.46 m~3/min,内错距离为18~46 m,垂直高度为10~18 m,应将多层位钻孔的有效抽采长度布置在瓦斯抽采有利区内。研究成果对于优化工作面初采段高位钻孔布置参数具有重要的实践意义,可为研究利用顶板走向高位钻孔代替高抽巷提供依据。