极薄保护层钻采上覆煤层透气性变化及分布规律

刘海波^1,2，程远平^1,2，宋建成³，尚政杰^1,2

1. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室2. 中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心3. 郑州煤炭工业(集团)有限责任公司

摘 要：为了分析极薄保护层钻采的卸压保护效果,采用相似模拟和现场试验相结合的研究方法,系统研究了被保护层卸压前后煤层透气性变化及分布规律。相似模拟试验研究表明,极薄保护层钻采后,被保护层产生卸压膨胀变形,煤层透气性增大,煤层透气性系数由3.80 m2/(MPa2.d)增大到7.11 m2/(MPa2.d)。上覆煤岩体移动稳定后,由于煤岩体应力逐渐恢复,煤层透气性系数降至5.61 m2/(MPa2.d),在保护层始采线前方和停采线后方的一定范围内上覆被保护层透气性比采空区中部大。随着被保护煤层逐渐被压实,煤层透气性有所降低,为了达到最佳的瓦斯抽采效果,必须在保护层钻采的同时进行卸压瓦斯抽采。现场实测极薄保护层钻采后被保护层透气性系数由0.047 m2/(MPa2.d)增加到18.928 m2/(MPa2.d),提高了403倍。

关键词：极薄保护层;被保护层;煤层透气性;相似模拟;卸压;