多煤層開采高應力演化與能量場分布規(guī)律研究.pdf

1、近年來，隨著煤炭開采強度的加大，煤層賦存條件優(yōu)越的礦體越來越少，煤層群開采受到越來越多的關(guān)注。煤層群煤層多次采動后，受其影響下應力承載結(jié)構(gòu)減弱、采動高應力形成、采動應力相互演化疊加，進而出現(xiàn)巷道支護困難、頂?shù)装宀灰卓刂啤_擊地壓、瓦斯抽采困難等多種問題。根據(jù)淮南礦區(qū)潘二礦西四采區(qū)A、B組煤（B8、B7、B6、B5、B4、A3、A1煤）煤層賦存條件以及開采技術(shù)特征，綜合采用礦井現(xiàn)場試驗研究、數(shù)值模擬試驗、實驗室相似材料模擬試驗和理論計算分

2、析等方法，對煤層群大范圍采場圍巖多煤層采動下高應力演化和能量場分布規(guī)律進行了研究。
　　研究在大量現(xiàn)場試驗的基礎(chǔ)上，對采場開采技術(shù)特征、煤巖物理力學參數(shù)進行試驗、分析、匯總，進而設(shè)計了A、B組煤多煤層多次采動FLAC3D數(shù)值模擬模型、實驗室相似材料模擬試驗模型。研究分析了多煤層一次采動下圍巖應力場、塑性區(qū)演化分布特征以及能量場分布規(guī)律，以及多煤層多次采動下圍巖應力場、塑性區(qū)演化分布特征以及能量場分布規(guī)律。基于煤層群多煤層開采條件下

3、高應力演化效應和能量場分布規(guī)律，構(gòu)建了多煤層卸壓開采應力演化模型以及能量場演化模型。多煤層卸壓開采條件下，圍巖應力在多次開采情況下應力的“疊加”效應以及在縱向距離上隨著距開采煤層距離不同而產(chǎn)生“均化”效應。在煤層采出時，能量場具有和圍巖應力場較為相似的分布特征，在開采煤層煤壁前方呈現(xiàn)出能量耗散釋放分區(qū)、能量激活敏感區(qū)以及能量儲存穩(wěn)定區(qū)分區(qū)特征。
　　研究結(jié)果對相近工程地質(zhì)條件下礦井安全、高效開采以及煤與瓦斯共采提供了重要的指導意義