基于覆岩破坏传递的超前自卸压区影响宽度研究*

席 杰，王兆丰,2, 3，陈金生,2，李学臣，李艳飞，马雄伟

(1.河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454003；2.河南理工大学 煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心，河南 焦作 454003；3.煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心，河南 焦作 454003；4.焦作煤业(集团)有限责任公司，河南 焦作 454000；5.河南能源集团焦煤公司古汉山矿，河南 焦作 454300)

0 引言

我国煤储层在形成过程中经历多期地质构造，普遍具有瓦斯含量高、煤层透气性低的特征，造成井下瓦斯抽采困难[1]。卸压开采抽采瓦斯理论和技术可有效解决这一难题[2]。煤层开采对本煤层未开采部分和相邻煤层均有一定的卸压作用[3-4]。超前自卸压区为工作面前方煤体受到本煤层采动影响产生的应力释放区，在此区域煤体膨胀变形，产生大量新生裂隙，使煤层透气性系数增大。因此，预计相应条件下的超前自卸压区宽度是合理布置边采边抽钻孔、强化瓦斯抽采的重要依据。

目前卸压区宽度研究主要采用数值模拟、现场实测和理论分析等手段。陈滔等[5]分析采面超前卸压机理并应用COMSOL Multiphysics软件对极近距离上邻近层超前卸压带宽度进行模拟，结果与实测宽度基本一致；付帅[6]提出采用钻孔气体漏失量法实测巷帮卸压带宽度；郭敬远等[7]采用FLAC3D软件模拟出掘进煤巷巷帮卸压区域随巷道开挖深度的变化规律；郑吉玉等[8]采用钻孔应力传感器实测采煤工作面前方卸压区宽度，根据卸压区范围和钻孔失效距离，得出不同偏角下的钻孔卸压瓦斯抽采量计算公式；……