高瓦斯煤层冲击地压与突出的诱发转化条件研究 被引量：41

1

作者 王振 尹光志 +1 位作者 胡千庭 金洪伟 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2010年第4期572-575,580,共5页

随着采深的增加,高瓦斯煤层往往冲击地压和煤与瓦斯突出两种灾害并存,并相互诱发转化,以此为出发点,从灾害的发生条件、能量来源和破坏形式等方面分析了高瓦斯煤层冲击地压和突出的异同点;从瓦斯、应力和煤岩的物理力学性质等方面讨论... 随着采深的增加,高瓦斯煤层往往冲击地压和煤与瓦斯突出两种灾害并存,并相互诱发转化,以此为出发点,从灾害的发生条件、能量来源和破坏形式等方面分析了高瓦斯煤层冲击地压和突出的异同点;从瓦斯、应力和煤岩的物理力学性质等方面讨论了两种灾害的诱发转化机制;以实验研究和理论分析为基础,提出了两种灾害在孕育发生和发展等不同阶段的诱发转化条件. 展开更多

关键词 高瓦斯煤层 煤与瓦斯突出 诱发转化条件 冲击倾向性

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深部高瓦斯煤层冲击地压发生机理研究 被引量：7

2

作者 张广辉 欧阳振华 +2 位作者 李宏艳 邓志刚 赵善坤 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第6期41-44,共4页

针对深部高瓦斯煤层的冲击地压灾害,从瓦斯对煤体强度影响、瓦斯煤体在卸载下的层裂现象及瓦斯煤体积聚静态能量3方面入手,探讨瓦斯煤层冲击地压的发生机理。通过理论推导得出:瓦斯降低了煤体强度,减小了煤体破坏时所需要的能量;含瓦斯... 针对深部高瓦斯煤层的冲击地压灾害,从瓦斯对煤体强度影响、瓦斯煤体在卸载下的层裂现象及瓦斯煤体积聚静态能量3方面入手,探讨瓦斯煤层冲击地压的发生机理。通过理论推导得出:瓦斯降低了煤体强度,减小了煤体破坏时所需要的能量;含瓦斯煤体突然卸载后,受地应力和瓦斯共同作用会产生层裂现象,削弱了冲击显现区煤体抵抗变形的能力;最终在集中动载荷和耦合静态能量的共同作用下,建立了瓦斯煤层发生冲击地压的能量判据,指出了瓦斯煤体更容易发生冲击地压。此外,在冲击地压发生后往往出现瓦斯异常涌出的现象,瓦斯积聚对安全生产带来隐患,甚至引起煤与瓦斯突出等动力灾害。 展开更多

关键词 高瓦斯煤层 冲击地压 力学机理 煤体强度 能量判据

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高瓦斯煤层掘进工作面水力挤排瓦斯技术 被引量：5

3

作者 王佰顺 傅昆岚 胡祖祥 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2008年第5期56-58,共3页

针对高瓦斯煤层掘进工作面放炮落煤时瓦斯经常超限和断电而影响生产的问题,提出了水力挤排瓦斯技术,并进行了试验,使煤体中的瓦斯在检修班内提前挤排出来,从而降低了生产班落煤时的瓦斯涌出量和瓦斯浓度峰值,均衡了高瓦斯煤层掘进工作... 针对高瓦斯煤层掘进工作面放炮落煤时瓦斯经常超限和断电而影响生产的问题,提出了水力挤排瓦斯技术,并进行了试验,使煤体中的瓦斯在检修班内提前挤排出来,从而降低了生产班落煤时的瓦斯涌出量和瓦斯浓度峰值,均衡了高瓦斯煤层掘进工作面的瓦斯涌出,放炮落煤时的瓦斯超限问题基本得到解决,炮后瓦斯体积分数平均降低30%,掘进速度提高了22.5%,取得了显著的安全和经济效益。试验结果表明,水力挤排瓦斯技术是一项治理高瓦斯煤层掘进工作面瓦斯超限的有效技术措施,具有较大的推广应用价值。 展开更多

关键词 高瓦斯煤层 掘进工作面 水力挤排瓦斯

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高瓦斯煤层群“时间-空间-强度”协调开采技术 被引量：5

4

作者 谢广祥 唐永志 王磊 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第11期1-4,共4页

为实现低透气性高瓦斯煤层群连续协调开采,采用数值分析、现场实测等综合手段,对高瓦斯煤层群工作面的协调开采技术进行研究。结果表明:工作面后方采空区底板岩层中,存在低应力卸压区域,但随着采空区矸石冒落充填压实后,又出现应力回升... 为实现低透气性高瓦斯煤层群连续协调开采,采用数值分析、现场实测等综合手段,对高瓦斯煤层群工作面的协调开采技术进行研究。结果表明:工作面后方采空区底板岩层中,存在低应力卸压区域,但随着采空区矸石冒落充填压实后,又出现应力回升现象,不利于下伏煤层瓦斯抽采卸压;上覆煤层的采掘空间位于下煤层开采应力壳的影响范围内,围岩稳定性差,不利于上覆煤层的采掘。基于应力壳的存在及其演化带来的影响,提出了高瓦斯煤层群工作面"时间-空间-强度"协调统一的开采技术,新庄孜煤矿六二采区的6211(1)工作面和62108工作面回采结果表明,2个工作面间没有产生相互采动影响,实现了煤层群工作面的连续协调开采。 展开更多

关键词 高瓦斯矿井 煤层群 连续协调开采 瓦斯抽采

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高瓦斯易自燃厚煤层大采高综采工艺试验研究 被引量：2

5

作者 娄金福 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第5期29-33,共5页

为了解决铜川焦坪矿区易自燃厚煤层综放开采顶煤回采率低、采空区遗煤自然发火严重等难题,从大采高综采工作面割煤高度、装备配套选型、辅助运输、通风防灭火等技术方面,对3-2煤层采用大采高综采工艺进行了可行性论证。工业性试验结果表... 为了解决铜川焦坪矿区易自燃厚煤层综放开采顶煤回采率低、采空区遗煤自然发火严重等难题,从大采高综采工作面割煤高度、装备配套选型、辅助运输、通风防灭火等技术方面,对3-2煤层采用大采高综采工艺进行了可行性论证。工业性试验结果表明:选用的ZY10500/27/58液压支架能够满足该工作面顶板支护要求,MG750/1860-GWD采煤机故障率低于10%,工作面采出率达到93.8%,平均推进速度119 m/月,工作面推进速度及回采率较综放开采工艺均有大幅度提高。同时,采空区散热带与氧化带最大宽度之和为95 m,束管采样气体中没有出现C2H2、C2H4气体,采空区未发生自燃,工作面安全生产形势有了根本性的好转。 展开更多

关键词 易自燃煤层 高瓦斯煤层 厚煤层 大采高综采工艺

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淮南矿区高瓦斯煤层群深井开采设计创新 被引量：4

6

作者 罗志中 《煤炭工程》 北大核心 2010年第7期1-3,共3页

近几年开发建设的矿井,由于不断加大设计创新力度,采取分区开拓、分区通风、煤与瓦斯共采等先进科学的设计理论,从而使建井工期、达产工期大为缩短,工作面单产水平大幅提升,安全生产状况大为改观,形成了一套适合淮南矿区复杂地质条件下... 近几年开发建设的矿井,由于不断加大设计创新力度,采取分区开拓、分区通风、煤与瓦斯共采等先进科学的设计理论,从而使建井工期、达产工期大为缩短,工作面单产水平大幅提升,安全生产状况大为改观,形成了一套适合淮南矿区复杂地质条件下的快速建井及高产高效核心技术体系,取得了明显效果,从而为淮南矿区复杂地质条件下深部高瓦斯煤层群安全开采提供了必要的技术储备和借鉴经验。 展开更多

关键词 分区开拓 高瓦斯煤层群 深井开采 煤与瓦斯共采

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高瓦斯煤层综掘工作面风流-粉尘两相流动特性 被引量：28

7

作者 胡胜勇 廖奇 +6 位作者 王和堂 冯国瑞 徐乐华 黄宜生 邵和 高扬 胡斐 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3921-3930,共10页

为解决压入式通风条件下高瓦斯煤层综掘工作面粉尘质量浓度高的问题,以山西潞安集团漳村煤矿2601综掘工作面为研究对象,基于气固两相流理论,通过编程计算综掘工作面气载粉尘运移过程,研究了综掘工作面气固两相流动特性,结果表明:在压入... 为解决压入式通风条件下高瓦斯煤层综掘工作面粉尘质量浓度高的问题,以山西潞安集团漳村煤矿2601综掘工作面为研究对象,基于气固两相流理论,通过编程计算综掘工作面气载粉尘运移过程,研究了综掘工作面气固两相流动特性,结果表明:在压入式风筒出口与综掘工作面之间存在一个“负压区”,其影响范围随风筒出口风速增大而增大,而中心压力随风速增大而减小。该负压区导致沿综掘工作面回风侧煤壁运移的部分粉尘流分别在掘进机上方涡流、后方回流的携带作用下,从掘进机右侧和后部流经掘进机司机周边,往风筒出口方向运移,导致司机右侧、后部以及进风侧距综掘工作面2.5 m区域的粉尘浓度较高。当风筒出口风速低于17 m/s时,回流粉尘环绕掘进机形成平均质量浓度为300 mg/m 3的粉尘带;当风速高于17 m/s时,粉尘带平均质量浓度急剧下降,回流粉尘在进风侧距综掘工作面2.5 m的区域积聚,形成平均质量浓度高于300 mg/m 3的粉尘团。因此,应在高瓦斯综掘工作面掘进机的回风侧设置粉尘拦截装置,截断粉尘的扩散路径。同时,需在掘进机的后部设置覆盖工作面断面的除尘装置,对沿回风侧运移的粉尘进行二次拦截,阻挡掘进机后方粉尘回流,提高综掘工作面的能见度。 展开更多

关键词 高瓦斯煤层 综掘工作面 压入式通风 气固两相流

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高瓦斯突出煤层底抽巷合理布置研究 被引量：28

8

作者 刘志伟 张帅 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第10期155-160,共6页

为解决新田煤矿高瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题,提出沿工作面走向布置底抽巷,利用超高压水力割缝增透技术预抽煤巷条带瓦斯,同时用作回采期间Y型通风方式的回风巷。采用底板滑移线场理论计算、FLAC^(3D)数值模拟计算底板破... 为解决新田煤矿高瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题,提出沿工作面走向布置底抽巷,利用超高压水力割缝增透技术预抽煤巷条带瓦斯,同时用作回采期间Y型通风方式的回风巷。采用底板滑移线场理论计算、FLAC^(3D)数值模拟计算底板破坏深度,确定底抽巷的层位距离4号煤层底板约14 m;数值模拟巷道开挖扰动应力集中区在两帮5 m范围内,避免巷道应力集中区叠加,界定了底抽巷布置范围,其后建立每排钻孔总长度表达式,并进行最优解求解为125 m,最终确定水平距离轨道巷约10 m。结果表明:底抽巷水力割缝卸压增透实现轨道巷条带15 d抽采达标;回采期间底抽巷和轨道巷顶底板变形量分别在约20 cm和15 cm后基本稳定,保障了工作面安全高效回采。 展开更多

关键词 高瓦斯突出煤层 超高压水力割缝 滑移线场理论 FLAC3D数值模拟 底板破坏深度

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高瓦斯易自燃煤层采空区遗煤自燃影响因素研究 被引量：27

9

作者 周亮 戴广龙 秦汝祥 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期122-127,共6页

为预防高瓦斯易自燃煤层采空区遗煤自燃事故,根据此类煤层采空区遗煤自燃的特性,共选取19个影响因素,采用基于直觉模糊集的集成决策实验室分析与解释结构模型（DEMATEL＆ISM）法对这些因素进行结构化处理,以此分析各因素对此类煤层采空... 为预防高瓦斯易自燃煤层采空区遗煤自燃事故,根据此类煤层采空区遗煤自燃的特性,共选取19个影响因素,采用基于直觉模糊集的集成决策实验室分析与解释结构模型（DEMATEL＆ISM）法对这些因素进行结构化处理,以此分析各因素对此类煤层采空区遗煤自燃的影响。结果表明：高瓦斯易自燃煤层采空区遗煤自燃的影响因素分为3个层次;工作面长度、通风方式、煤的吸氧速率、临界温度、残余瓦斯含量、煤层厚度、倾角与地质构造为根源因素;邻近层瓦斯情况、工作面开采方法、通风风量、推进速度为中间因素;防灭火措施、安全监测、采空区遗煤厚度、瓦斯抽采措施、工作面通风阻力、推进速度、围岩温度、煤层埋藏深度与顶板岩性为表层因素。 展开更多

关键词 直觉模糊集 决策实验室分析(DEMATEL)法 解释结构模型(ISM)法 高瓦斯煤层 遗煤自燃

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深部高瓦斯煤层爆破致裂增透裂纹扩展规律研究

10

作者 张鑫 刘泽功 +4 位作者 张健玉 傅师贵 乔国栋 杨帅 常帅 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期89-100,共12页

针对深部高瓦斯煤层在地应力作用下爆破增透时裂纹扩展规律尚不明确的问题,首先根据爆破应力波的传播和叠加,从理论上分析了地应力和爆破荷载耦合作用下炮孔周围的应力分布规律;然后通过室内试验研究了不同地应力条件下单孔爆破裂纹扩... 针对深部高瓦斯煤层在地应力作用下爆破增透时裂纹扩展规律尚不明确的问题,首先根据爆破应力波的传播和叠加,从理论上分析了地应力和爆破荷载耦合作用下炮孔周围的应力分布规律;然后通过室内试验研究了不同地应力条件下单孔爆破裂纹扩展特征,在此基础上,对不同侧压系数下双孔爆破裂纹扩展机理以及贯通过程进行数值模拟研究,并结合ImageJ图像识别软件和LS-Pre-Post软件,以裂纹密度和扩展长度为量化指标表征地应力对裂纹发育程度的影响;最后根据室内试验和数值模拟研究结果,给出考虑地应力影响下的煤层爆破致裂增透爆破孔布置方案建议。单孔爆破室内试验结果表明:地应力可以减小爆破荷载引起的拉应力,从而抑制裂纹扩展;在非静水地应力条件下,与较大主应力方向正交的拉应力受到削弱,导致该方向的裂纹扩展受到抑制,使裂纹优先向高应力方向扩展;双孔爆破数值模拟研究结果表明:侧压系数不为1时,爆生裂纹扩展呈现出方向性,主裂纹倾向于向较高地应力方向扩展,造成爆破裂纹区域呈椭圆形,长轴和较大地应力方向一致。根据室内试验和数值计算结果,在深部煤层进行爆破致裂增透时,宜沿较大地应力方向钻孔,有利于提高爆破致裂增透效果。研究成果对深部高瓦斯煤层爆破增透时了解裂纹扩展机理以及优化炮孔布置方案具有指导意义。 展开更多

关键词 高瓦斯煤层 地应力 裂纹扩展 裂隙区范围 爆破增透

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高瓦斯煤层冲击地压发生条件与影响因素 被引量：5

11

作者 尹万蕾 潘一山 李忠华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期716-725,共10页

针对高瓦斯煤层冲击地压问题,用解析方法得到冲击地压发生条件,分析了主要影响因素对满足冲击地压发生条件的临界塑性区半径和临界应力的影响规律.结合五龙矿开采实际情况对影响高瓦斯煤层冲击地压的煤的模量比、煤层瓦斯孔隙压力、支... 针对高瓦斯煤层冲击地压问题,用解析方法得到冲击地压发生条件,分析了主要影响因素对满足冲击地压发生条件的临界塑性区半径和临界应力的影响规律.结合五龙矿开采实际情况对影响高瓦斯煤层冲击地压的煤的模量比、煤层瓦斯孔隙压力、支护应力和内摩擦角4个因素做了对比分析.研究发现:高瓦斯煤层在巷道掘进面附近由于存在开挖面空间效应,掘进面前方尚未开挖的煤体对巷道变形起到了限制作用,减少了冲击地压的发生,随着掘进面向前推进,后方一定距离范围内的巷道支护应力增大.随着瓦斯解吸渗流的进行,巷道壁处孔隙压力降低,巷道冲击地压危险性明显提高,此时提高支护应力,冲击危险性有所降低.高瓦斯煤层巷道发生冲击地压的临界塑性区半径和临界应力随模量比、瓦斯孔隙压力的增大而快速减小,随支护应力的增大而增大,临界塑性区半径随内摩擦角的增大而增大,临界应力与内摩擦角不是单调函数关系,存在一个极小值点,当内摩擦角小于此极小值时,临界应力随内摩擦角增大而减小;当内摩擦角大于此极小值时,临界应力随内摩擦角增大而增大. 展开更多

关键词 冲击地压 高瓦斯煤层 模量比 孔隙压力 支护应力 内摩擦角

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基于UDEC的高瓦斯煤层采动裂隙场分布研究 被引量：4

12

作者 王雨 李刚 《山西煤炭》 2012年第6期49-51,共3页

研究分析了针对阳泉煤业集团新元公司高瓦斯煤层工作面瓦斯超限状况,依据UDEC数值模拟确定了工作面采动中最大主应力和铅垂方向应力的分布特征,并结合理论计算确定了本煤层瓦斯主抽技术的具体措施。

关键词 UDEC 高瓦斯煤层 采动 裂隙场

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极复杂煤层条件下倾斜长壁大采高综采技术 被引量：13

13

作者 谢广祥 华心祝 杨科 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2007年第3期7-10,共4页

针对张集矿开采高瓦斯三软厚煤层的极复杂地质和技术条件,结合倾斜长壁和大采高采煤法特点,开展地质条件保障系统、采煤方法、围岩控制理论与技术、工作面瓦斯综合治理技术、矿井生产系统可靠性及工作面参数优化综合技术研究,实现了高... 针对张集矿开采高瓦斯三软厚煤层的极复杂地质和技术条件,结合倾斜长壁和大采高采煤法特点,开展地质条件保障系统、采煤方法、围岩控制理论与技术、工作面瓦斯综合治理技术、矿井生产系统可靠性及工作面参数优化综合技术研究,实现了高瓦斯三软厚煤层应用倾斜长壁大采高的安全高产高效。 展开更多

关键词 高瓦斯三软厚煤层 倾斜长壁 大采高综采 高产高效

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高瓦斯煤层群瓦斯综合抽采技术研究 被引量：8

14

作者 张学超 《中国煤炭》 2018年第9期108-112,共5页

为解决高瓦斯煤层群井下安全生产的问题,以山西朱家店矿4101工作面为例,分析了工作面煤层的瓦斯来源,根据抽采钻孔施工的影响因素,对4101工作面提出了本煤层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采和采空区瓦斯抽采的瓦斯综合抽采技术,实现了采前预... 为解决高瓦斯煤层群井下安全生产的问题,以山西朱家店矿4101工作面为例,分析了工作面煤层的瓦斯来源,根据抽采钻孔施工的影响因素,对4101工作面提出了本煤层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采和采空区瓦斯抽采的瓦斯综合抽采技术,实现了采前预抽、边采边抽和采后采空区抽放的综合抽放方法,为煤层群瓦斯治理提供了比较有效的技术途径。 展开更多

关键词 高瓦斯煤层群 本煤层瓦斯抽采 邻近层瓦斯抽采 采空区瓦斯抽采

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马兰煤矿高瓦斯自燃煤层瓦斯抽采关键参数与防火措施研究 被引量：5

15

作者 李争春 赵磐 《中国煤炭》 北大核心 2017年第7期134-138,共5页

以马兰煤矿18303回采工作面为例,研究了自燃煤层在瓦斯抽采过程中受到的影响,探讨了瓦斯抽采的最佳参数;测试了相同的抽采条件下,通过调整工作面的配风量对采空区自燃危险区域范围的影响。结果表明,瓦斯抽采会加剧采空区遗煤自燃,因此... 以马兰煤矿18303回采工作面为例,研究了自燃煤层在瓦斯抽采过程中受到的影响,探讨了瓦斯抽采的最佳参数;测试了相同的抽采条件下,通过调整工作面的配风量对采空区自燃危险区域范围的影响。结果表明,瓦斯抽采会加剧采空区遗煤自燃,因此瓦斯抽采流量与抽采负压均存在一个最佳范围,高抽巷流量应在15.1~19.4m^3/min之间,本煤层顺层钻孔抽采负压应该在35~40kPa左右,既能满足瓦斯浓度不超限,也能兼顾防火需求。抽采条件下,为缩小自燃危险区域范围,供风量应适当降低至800~1000m^3/min,注氮量应增加。 展开更多

关键词 高瓦斯自燃煤层 瓦斯抽采 煤层防火 配风量 抽采流量 抽采负压

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高瓦斯突出煤层原位充填沿空留巷技术研究 被引量：5

16

作者 刘雨涛 李其振 王鹏伟 《矿业安全与环保》 北大核心 2020年第1期45-50,共6页

为解决高瓦斯煤层巷道掘进过程中易出现瓦斯突出、工作面回采瓦斯浓度频繁超限、工作面采掘接替紧张等难题,以高山煤矿1902工作面为工程背景,研究了高瓦斯突出煤层原位充填沿空留巷技术。通过理论分析选定预制混凝土砌块墙原位充填支护... 为解决高瓦斯煤层巷道掘进过程中易出现瓦斯突出、工作面回采瓦斯浓度频繁超限、工作面采掘接替紧张等难题,以高山煤矿1902工作面为工程背景,研究了高瓦斯突出煤层原位充填沿空留巷技术。通过理论分析选定预制混凝土砌块墙原位充填支护方式,理论计算出充填隔离墙体留设宽度为0.72~1.68 m;运用FLAC^3D数值模拟软件分析了0.8、1.2、1.6 m共3种不同墙体宽度条件下巷道围岩塑性区、巷道应力及位移分布规律,并在1902工作面进行现场试验与矿压监测。研究结果表明:随着充填隔离墙体留设宽度的增加,墙体切顶能力增强,巷道围岩应力、位移变形量减小,最终确定墙体合理留设宽度为1.2 m。现场监测留巷顶底板平均总移近量基本维持在250 mm±50 mm,两帮平均总移近量维持在200 mm±20 mm,从而检验了该技术的可行性,可为类似条件煤矿应用沿空留巷技术提供借鉴。 展开更多

关键词 高瓦斯突出煤层 砌块隔离墙 合理宽度 预制混凝土砌块 原位充填 沿空留巷 矿压观测

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高瓦斯厚煤层覆岩裂隙瓦斯分布规律及抽放研究 被引量：3

17

作者 王明中 《能源与环保》 2019年第5期14-17,共4页

为了研究某煤矿厚煤层综放面开采覆岩裂隙演化和瓦斯运移规律,用理论分析和现场工程实践相结合的方法,在某矿进行了煤与瓦斯共采试验。研究得出,经过几次周期来压后,采空区的中部裂隙被压实,形成了通裂隙发育的"O"形圈;经过... 为了研究某煤矿厚煤层综放面开采覆岩裂隙演化和瓦斯运移规律,用理论分析和现场工程实践相结合的方法,在某矿进行了煤与瓦斯共采试验。研究得出,经过几次周期来压后,采空区的中部裂隙被压实,形成了通裂隙发育的"O"形圈;经过瓦斯抽采效果分析得出,在距离顶板大约40 m位置处、水平距回风巷33～43 m位置处,是布置抽采钻孔最合适的区域;采用顶板裂隙带钻孔+瓦斯尾巷抽采技术,可有效解决工作面回风巷上隅角瓦斯超限的问题。研究为实现煤与瓦斯共采提供了一定的技术支持。 展开更多

关键词 高瓦斯厚煤层 覆岩裂隙 瓦斯分布规律 “O”形圈 顶板裂隙带钻孔 瓦斯尾巷

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