保护层开采对煤层渗透特性影响规律的研究

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1、辽宁工程技术大学硕士学位论文保护层开采对煤层渗透特性影响规律的研究姓名：毕业武申请学位级别：硕士专业：工程力学指导教师：梁冰20051201摘要本文以沈煤集团红菱煤矿保护层开采为工程实例，通过丌采118煤层，对存在煤与瓦斯突出的7”煤层和l24煤层进行卸压，研究保护层_)=i：采后采动裂隙分布规律及煤岩体透气性变化规律。本文阐述了含瓦斯煤的力学特性；通过相似模拟实验，用散斑法对保护层开采过程中采动裂隙分布规律及煤岩体的渗透性进行了分析；通过FLAc3D模拟采动后应力场和位移场变化情况、塑性区分布范围，

2、分析了保护层开采后煤岩体采动裂隙分布规律及透气性变化规律；限据应力与渗透率的关系，利用FLAC3D数值模拟中不同开挖步的渗暖率变化情况，得出煤岩体透气性的变化规律。关键词：保护层，煤与瓦斯突出，采动裂隙，煤岩透气性，相似模烈，数值模拟；Abstractlnthepapel，takil39HOngLingcoalmineinShellYangfor：xample，duringmining14c0a1Seam．74andl28coa1SeaIllwith)utburst0fcoalandgaSwerede

3、pressufized，authorstudiedtistributing1awofmining～inducedfractureSandmutative1awof)ermeabilitY0fcoalandrock，Auth0rresearchedmechallicS：apabiCity0fC0alwithgas；BYphYSiCalSimulation，auth0ranalyzediistributing1awof1TIining—irtducedfracturesmutative1aW0f)erme

4、abilityduringminirlgProtectionLayerwithspeckleSofwhiteightdiffracti0rt；AuthorSimulatedmutatiVe1awofStressandtisplacementfieldsandmovementofplasticareabyFLAC3D，andlnalyzeddistributinglaWOfmining—inducedfracturesandmutativeawofPerttleabilitYOfcOalandrock．

5、AcCOrdingtOrelationshiP)etweenstreSandPerrfleability，authorsimulatedVarietyOf)ermeabilitywithexcavatingbyFLAC”，authorattainedmutativeawofPermeabilityofcoalandrockbYanalyzil39theSimulated。esult．KeywOrds：ProtectionLayer：outburstOfCOalandgas；nining—induced

6、fractHI"es；PerrrleabilityOfcOalandrock；phySical；imulatiOrl：null3．ericalSimulatiOn．型：型鉴燮些塑墼!l绪论1．1本文的研究背景、目的及意义1．1．1本文的研究背景煤与瓦斯突出是煤矿井下丌采过程中，从煤、岩体内向采掘工作空J司，在很短的时问内突然喷出大量煤、岩和瓦斯的动力现象。煤与瓦靳突出事故的发生，不仅威胁着工人的人身安全，带来～定的经济损失，而且还制约着矿业生产的发展。我国煤与瓦斯突出矿井多，分布范围广，事故频繁。截止

7、2004年底，我国大中型煤矿中共有104处突出矿井。2002年雷家煤矿安全监察局统计发生各类煤与瓦斯突出伤亡事故36起，占煤矿瓦斯灾害伤亡事故的111％，死亡270人，占煤矿瓦斯灾害伤亡事故的】s．85％。1988年原煤炭工业部颁如实施的《防治煤与瓦斯突出细则》，采甩“四位一体”(即预溺预报、防突措施、效果检验、安全防护)的综合防突措施后，瓦斯突出事敝次数明显减少，但随着我国煤矿开采深度的加大，开采强度的不断增强，煤层瓦斯禽量也逐渐增高，煤层的透气性越差，煤与瓦斯突出的危险性也相应的增大，部分原无突出

8、危险的煤矿也开始出现了动力现象．部分未划分为突出矿井的煤矿也不得不按突出煤矿管理。随着丌采深度的延深、丌采强度的增大，我国煤与瓦斯交出危险矿井数目增多，突出强度、频度逐渐增大小引。在煤与瓦斯突出的防治措施上，国内外专家、学者⋯直认为，开采保护层是防治煤与瓦斯芡出最经济、最有效的措旌。该方法通过改变煤岩体的透气性来实现煤层瓦斯抽放，从而解决煤与瓦斯突出问题。目前，既作为上保护层又作为下保护层的丌采保护层研究工作国内仍很少见。本文研究丌采保护层对上、下被保护