【摘 要】
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井下采掘作业破坏了煤层的原始平衡状态,采掘空间周围煤层的瓦斯和应力出现重新分布。邻近采空区煤体出现变形破坏,煤层瓦斯发生流动,煤体应力与瓦斯压力明显降低。准确地掌握邻近采空区煤体的瓦斯-应力场演化规律,可为沿空巷道煤与瓦斯突出的防治提供指导,对实现矿井的安全高效生产意义重大。基于此缘由,本文根据孟津煤矿的开采条件,采用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,研究了孟津煤矿邻近采空区煤体瓦斯-应力场的演
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井下采掘作业破坏了煤层的原始平衡状态,采掘空间周围煤层的瓦斯和应力出现重新分布。邻近采空区煤体出现变形破坏,煤层瓦斯发生流动,煤体应力与瓦斯压力明显降低。准确地掌握邻近采空区煤体的瓦斯-应力场演化规律,可为沿空巷道煤与瓦斯突出的防治提供指导,对实现矿井的安全高效生产意义重大。基于此缘由,本文根据孟津煤矿的开采条件,采用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,研究了孟津煤矿邻近采空区煤体瓦斯-应力场的演化规律:结合孟津煤矿的实际地质开采条件,理论分析了邻近采空区煤体内部应力、瓦斯在工作面回采中的分布规律;结合孟津煤矿的地质开采条件,建立了COMSOL三维数值计算模型,模拟了12050工作面和巷道采掘后的瓦斯、应力分布,得出了邻近12050采空区煤体的瓦斯-应力场演化规律;对沿12050采空区掘进的12070工作面运输巷进行了现场实测。结果表明:（1）在考虑瓦斯与垂直应力的影响下,理论计算得出防治煤与瓦斯突出所需的最小卸压带宽度为9.78m。理论计算得到沿空煤体应力卸压宽度为15.77m,沿空煤体瓦斯卸压排放范围不低于16m,沿空煤体应力卸压宽度与瓦斯卸压排放范围都大于防突所需的最小卸压带宽度。（2）通过COMSOL模拟可知,工作面邻近采空区煤体瓦斯卸压排放范围随时间的增长逐渐增大,从1个月时6m增长至8个月时23m,可见邻近采空区煤体的瓦斯卸压范围与时间成正相关,采空区放置时间越长,越有利于沿空煤体瓦斯、应力卸压,有利于防止瓦斯突出。（3）对11010工作面轨道巷采动应力进行现场实测,采动应力随时间变化具体表现为:先调整至稳定状态,而后平稳一段时间,接着迅速增大,到达峰值后又下降的趋势。对沿12050采空区掘进的12070工作面运输巷进行现场实测,巷旁小于20m范围为瓦斯排放范围,巷旁20m范围内的瓦斯含量在随着时间的增长逐渐减小。本论文含图50幅,表10个,参考文献71篇。
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