振江煤礦盤下保護層開采增透效果分析

摘 要：以振江煤礦保護層開采為工程實例，通過開采盤下煤層，對瓦斯煤層進行卸壓增透，根據(jù)滲透率與應力函數(shù)關系式，將應力轉(zhuǎn)換成滲透率，利用UDEC軟件模擬保護層開采過程中上覆煤巖滲透率變化情況。結果表明：煤巖體的滲透率隨著工作面推進不斷增強，卸壓效果越好，滲透率越大。

關鍵詞：保護層；數(shù)值模擬；煤巖透氣性

引言

瓦斯煤層開采過程中是嚴重的自然災害之一，是煤礦井下發(fā)生的一種復雜的有煤、巖和瓦斯參與的動力現(xiàn)象。它與很多因素有關，其中煤巖體透氣性就是主要因素之一。研究結果表明，在保護層開采過程中，煤巖體的透氣性會發(fā)生變化。在由巖石卸壓角所圈定的卸壓帶內(nèi)，地層應力降低，垂直煤層方向呈現(xiàn)膨脹變形，在煤層和巖層內(nèi)，不但產(chǎn)生新裂縫，原有裂縫也張開擴大，使得煤層透氣性提高數(shù)十倍到數(shù)百倍，由于保護層與被保護層之間巖層卸壓后發(fā)生垂直層面的膨脹變形，使得平行層面的部分巖層發(fā)生收縮變形，導致原巖裂隙溝通，為解析瓦斯向采空區(qū)流動提供通道。因此，準確掌握煤巖體透氣性的變化情況對解決瓦斯突出問題具有十分重要的意義。

1 有效應力與滲透率關系

Enever等通過對澳大利亞煤層滲透率與應力關系的研究發(fā)現(xiàn)，煤層滲透率隨有效應力增大而減小，與有效應力成指數(shù)關系變化，如式（1）（1.1）：

k=k0e3cΔσ （1.1）

式中，k-定應力條件下的滲透率；k0-為原始滲透率；C-為煤巖體的孔隙壓縮系數(shù)；Δσ-為從初始到某一應力狀態(tài)下的有效應力變化量。……