区段煤柱尺寸对覆岩运移影响研究

针对亭南煤矿二盘区区段煤柱宽度达30m的情况,应用物理相似模拟实验,对比模拟区段大煤柱、窄煤柱两种条件下对覆岩运移的影响。模拟实验表明:采用区段大煤柱时,煤柱具有较强的支撑能力,矿压显现剧烈、覆岩导水裂隙带较高且不易闭合;采用窄煤柱,当工作面推过一定距离后区段煤柱随即压垮,上覆岩层发生整体下沉,已形成的裂隙易于闭合,有利于隔水层的再生,阻滞了导水裂隙带继续向上发育,覆岩导水裂隙带高度有所降低,同时有效降低了煤柱支承压力,减缓冲击矿压威胁;受煤柱支撑作用影响,覆岩出现扭曲变形,窄煤柱压垮后,扭曲变形大大减弱,有效减轻了覆岩裂缝扩展与破坏。

采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合模型

基于摩尔-库伦屈服准则构建了煤岩体弹塑性损伤本构模型,以损伤变量为过渡变量构建了采动条件下煤岩体渗透率-损伤演化方程,运用采动岩体力学、渗流力学、损伤力学等理论建立了采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合模型,采用FLAC3D软件设计出采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合计算程序,将所建立的采动煤岩体瓦斯渗流-应力-损伤耦合模型对顾桥煤矿远距离保护层开采下的瓦斯渗流规律进行了数值模拟研究。结果表明,受采动影响被保护层透气性系数为原始透气性系数的1 760倍,瓦斯压力由原来的2.8 MPa降低到0.6 MPa,消除了被保护层的煤与瓦斯突出危险性。