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长平矿3#煤层四盘区高瓦斯区域巷道掘进过程中多次出现喷孔、夹钻等瓦斯动力现象,属于较难抽采煤层,严重影响矿井生产安全。为了解决3#煤层瓦斯灾害,长平矿井确定了通过开采保护层(8#煤层)配合卸压瓦斯抽采进行瓦斯治理。为指导长平矿生产实践,现采用实验手段与理论分析对长平矿保护层开采保护效果进行研究。论文对于保护层工作面开采技术参数优化及抽采瓦斯钻孔设计具有重要指导意义。 论文通过保护层开采后被保护层应力分布规律及裂隙演化规律理论分析,确定了被保护层卸压保护范围及上覆岩层“三带”分布规律。依据长平矿井工程地质条件结合保护层首采工作面开采技术参数设计了相似材料模拟实验方案;根据渗透特性实验测试方案在常规相似材料实验台基础上进行了渗透特性测试系统的研制;通过相似材料模拟实验得出:保护层工作面开采后上覆岩层垮落带的最大发育高度约为12m,裂隙带最大发育高度约为42 m;3#煤层膨胀变形率为5.36‰~6.67‰,达到了《防治煤与瓦斯突出规定》所要求的3‰;3#煤层受保护层开采产生卸压增透效应渗透率增加17.8倍,透气性系数增加17.6倍,取得了良好的卸压增透效果。通过理论分析与相似材料模拟结果对比可知两者具有良好的一致性。 通过论文研究确定了相似材料模拟方案、成功研制渗透特性测试系统、保护层开采后被保护层的应力分布规律、膨胀变形、“三带”分布规律及渗透特性演化规律,为长平矿瓦斯抽采方案的设计提供理论依据。