上保护层开采卸压效应研究

冯聪

摘  要：为研究上保护层开采邻近煤层卸压效果，以青龙煤矿二采区16和17煤层为研究背景，基于离散元数值模拟手段分析上保护层开采对高瓦斯煤层的裂隙发育和膨胀变形等特征，并通过现场应用验证瓦斯抽采效果。研究表明：基于UDEC模拟上保护层开采，被保护煤层最大膨胀变形区域位于切眼和停采线附近，其最大膨胀变形量为27.9mm和26.1mm，相对煤层膨胀变形率为2.0%和1.86%，远大于0.3%，表明煤层卸压增透效果好；17煤层瓦斯压力下降高达62.5%，残余瓦斯含量低于8m3/t，瓦斯抽采效果较好，以期为类似工况条件的卸压瓦斯治理提供参考。

关 键 词：保护层开采 高瓦斯煤层 卸压效应 研究

采区瓦斯涌出量增大。瓦斯预抽是降低井下瓦斯含量最有效的方法。目前，我国瓦斯抽采效率普遍较低，而保护层开采是提高瓦斯预抽的最有效防治技术。因此，对保护层开采下高瓦斯煤层卸压瓦斯抽采的研究具有十分重要的意义。

许多学者对卸压瓦斯抽采进行了大量的研究。如在实验研究方面，李琰庆等提出“采前、采中、采后”“本煤层、邻近层、采空区”“井下、井上”立体抽采瓦斯技术；程志恒等构建了保护层开采+底抽巷定向钻孔群共采技术；高明忠等分析保护层开采低扰动下煤体裂隙充分发育，可以改善煤层透气性和稳定性利于瓦斯抽采，实现安全高效开采；在理论分析方面，张村等提出工作面推进速度的敏感因子，可作为瓦斯抽采的评价指标；甘林堂等研究表明钻井布置在裂隙区内，可有效提高瓦斯抽采率；……