单一突出煤层沿空掘进卸压消突影响范围研究

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鹤壁矿区主采二1煤层。随着开采规模增大,开采深度逐年增加,开采期间煤岩动力灾害危险性日益严重,需要面对的安全形势相对严峻。特别是实施煤巷掘进的过程中,间或出现的瓦斯动力现象,不仅会对煤巷掘进工作的速度带来影响,而且还将使得采掘接替难以顺利进行,严重时出现生产脱节。因此,研究煤巷沿空掘进卸压消突措施及其影响范围,实现突出煤层煤巷快速掘进意义重大。前人研究表明,工作面采空区变形卸压带范围内的煤层突出危险性显著降低。如果能够研究确定工作面采空区卸压带范围,采用卸压瓦斯抽采技术,将煤巷布置在卸压带内,就可以解决相当比例的煤巷掘进防突问题。基于上述目的,本文主要采用理论分析、数值模拟和现场实测考察方法开展研究。首先,在充分考虑到二1煤层各区段彼此开采影响的情况下,理清临近区段卸压带区域的煤厚情况、矿井地段的地质条件以及开采的高度等要素详情,由理论层面上探究区段开采期间临近区段相应的卸压带范围;然后,按照鹤煤六矿在实施二1煤层的开采期间呈现的瓦斯地质情况以及技术条件等相关信息,建立得到数值模拟模型,由量化层面探究当开采情况存在差异的时候,区段开采带给邻区段卸压带影响情况。并且在掘进过程中测试了卸压范围内煤层瓦斯含量、压力等参数,明确煤层的突出危险性程度。最后,经由全面完整的考察,确定鹤煤六矿二1煤层在实施沿空掘进期间其卸压作用能够覆盖的保护范围。相关研究结果显示,经由数值模拟情况明确采空区的卸压防突考察范围对应是89m;参照瓦斯含量Q测定情况明确卸压带的防突考察范围对应是78m;按照突出危险性测定情况(钻孔瓦斯涌出初速度q、钻屑瓦斯解吸指标Δh2)明确其考察范围不能超出9m。最后综合考察分析,明确采空区的卸压防突考察范围是7m。本文研究结果能够提高鹤壁矿区进行煤巷掘进工作的速度,缓解采掘接替紧张矛盾关系,对实现鹤壁矿区安全高效高产具有重要理论和现实意义。
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