摘要
倾斜煤层分层开采工艺在我国广泛采用，而由于厚煤层自身赋存大量的瓦斯，不同分层的空间位置不同，使得各分层在回采过程中面临的瓦斯问题也各有差别，由此引发的瓦斯灾害问题较为棘手。导致这一现状的根源在于对倾斜煤层分层开采过程中覆岩裂隙演化和瓦斯富集规律的研究尚不够深入，以致不易制定科学合理的瓦斯治理措施。本论文针对这一现状，综合采用理论分析、数值模拟、现场实践的研究手段，对倾斜煤层分层开采裂隙演化与瓦斯富集规律进行研究。 论文利用FLAC模拟软件进行了倾斜煤层分层采动应力分布的数值模拟研究。重点分析了中大槽三个分层推采过程中应力分布的区别，对三个分层不同推采阶段的应力分布形态进行了研究。在此基础上，进行了倾斜分层采动条件下的覆岩破坏规律的分析，得到了各分层开采对覆岩破坏影响的作用程度。利用UDEC离散元软件，进行了倾斜煤层分层开采条件下，覆岩移动、破坏、裂隙演化规律的研究，分析了三个分层开采后的覆岩裂隙演化特征，并对三个分层开采阶段的覆岩裂隙演化特征进行了对比，研究了三个分层对覆岩裂隙演化的采动影响效应大小。理论研究了倾斜煤层开采覆岩冒落和裂隙发育形态特征，分析了不同煤层倾角下的覆岩开采冒落剖面形态特征，研究了不同煤层倾角下煤层采动覆岩冒落带的计算公式。对分层开采条件下，各分层采后覆岩破坏和裂隙发育特征作了分析。结合煤层瓦斯流动的基本规律，得到了倾斜煤层分层开采瓦斯运移与富集规律。研究了分层采动应力对煤体透气性的影响，分析了分层采动条件下覆岩裂隙场瓦斯来源。 以大黄山煤矿中大槽煤层开采为工程背景，进行了倾斜煤层分层开采覆岩裂隙演化与瓦斯富集规律的实践应用。分析了中大槽煤层开采瓦斯问题的分析，论证了中大槽开采瓦斯抽采的必要性。结合先前研究得到的倾斜煤层分层采动应力分布演化规律、倾斜煤层分层开采覆岩裂隙演化规律、倾斜煤层分层开采瓦斯运移与富集规律，制定了中大槽上分层开采瓦斯治理方案，进行了瓦斯抽采工程的实践，收到了良好治理效果，认为高位钻孔抽采在上分层瓦斯治理中起到重要作用。在中大槽上分层瓦斯治理实践基础上，对中、下分层开采瓦斯治理进行了探讨，提出了可行的思路。
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