煤炭地下气化燃空区覆岩移动规律研究

作     者：张华磊 赵鲲鹏 王连国 贺岩 ZHANG Hua-lei ZHAO Kun-peng WANG Lian-guo HE Yan

作者机构：安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 乌兰察布新奥气化采煤技术有限公司内蒙古乌兰察布012000 

出 版 物：《安全与环境学报》 (Journal of Safety and Environment)

年 卷 期：2016年第16卷第6期

页      面：89-92页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51604007) 安徽省博士后研究人员科研活动经费资助项目(DG155) 安徽理工大学人才引进项目 

主　　题：安全工程 煤炭气化 热力学 覆岩结构 

摘      要：为研究煤炭地下气化过程中覆岩的运移规律,以乌兰察布煤炭地下气化试验区工程地质条件为研究背景,首先进行了高温下煤层顶板的物理力学特性测试,获得了不同温度下岩体（粉砂岩、泥岩、细砂岩、粗砂岩、砂质泥岩）的比热容、导热系数、单轴抗压强度及弹性模量;其次建立了相似材料物理模型,分析了燃空区覆岩运移规律。结果表明：在100~1 000℃内,随温度升高比热容及导热系数呈现下降趋势,而在100~750℃内,随温度升高单轴抗压强度呈现增大趋势;乌兰察布煤层气化时,覆岩运移规律与井工开采类似,具有初次来压及周期来压特征,初次来压步距为42 m;亦存在明显的三带分布,即冒落带、垮落带和弯曲下沉带,导水裂隙带高度为28 m;覆岩运移过程中对燃气管亦产生较大的影响,其中1#燃气管在煤层顶板上方26~28 m处受到的水平应力最大,为最易变形断裂位置;在现场用钻孔探测法进行验证,得出导水裂隙带的高度为31.21 m,与相似模拟试验得出的数据吻合,证明了相似材料物理模型的合理性。