近距离上保护层开采瓦斯运移规律数值分析

作     者：张拥军 于广明 路世豹 李亮 杨登峰 ZHANG Yong-jun;YU Guang-ming;LU Shi-bao;LI Liang;YANG Deng-feng

作者机构：青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2010年第31卷第S1期

页      面：398-404页

核心收录：

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.50904040 No.50874064 No.50804026 No.50904039) 山东省自然科学基金重点项目(No.Z2007F10) 

主　　题：上保护层 采动裂隙 瓦斯运移 应力分布 数值分析 

摘      要：采动裂隙是瓦斯运移的通道,搞清瓦斯运移规律是瓦斯治理的前提。在考虑岩石动态破坏过程和含瓦斯煤岩渗流-应力-损伤耦合的基础上,结合平煤五矿实际地质条件和开采工艺,建立了数值计算模型,应用RFPA-Gas程序模拟了近距离上保护层采动顶底板岩层变形破坏、裂隙演化规律与瓦斯运移规律。模拟结果较好地再现了保护层开采过程中煤岩层应力变化、顶底板损伤及裂隙演化过程,得到了上覆岩层移动的上三带(冒落带、裂隙带和弯曲下沉带)和底板变形的下两带(底板变形破坏带和弹塑性变形带)。得到了被保护层瓦斯流量分布、瓦斯压力分布和透气系数的变化规律,卸压煤层瓦斯透气性增大了2500倍,得到了煤壁下方压缩区和膨胀区之间的张剪瓦斯渗流通道,并将保护层底板压缩区和膨胀区的瓦斯渗流特征提炼出来:压缩区对应的是渗流减速减量区、膨胀区由卸压膨胀陡变区和卸压膨胀平稳区组成,分别对应着渗流急剧增速增量区和渗流平稳增量区。指出卸压膨胀陡变区是瓦斯突出危险区,为近距离保护层开采瓦斯治理指明了方向。实践表明,瓦斯治理效果显著。