浅埋深煤层群下行开采底板卸压规律研究.pdf

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1、总第177期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2014．05．029浅埋深煤层群下行开采底板卸压规律研究陈冰(河南能源化X-集团永锦能源公司，河南禹州461670)摘要：为研究浅埋深煤层群下行开采底板卸压规律，通过FLAC和UDEC数值模拟软件模拟分析了上煤层工作面采动过程中底板煤岩体的应力及位移变化规律，得出了底板煤岩体最大卸压深度为40m；底板裂隙发育呈“0”形圈分布，工作面煤壁处底板煤岩体的纵向裂隙与下层煤体贯通。可为上煤层工作面实施底板瓦斯预抽采，解决开采过程中底板煤层瓦斯渗流至

2、工作面导致的瓦斯超限问题提供理论指导。关键词：浅埋深；数值模拟；下行开采；底板卸压中图分类号：TD823．81；TD323文献标识码：B文章编号：1005—2798(2014)05—0067—03模型的尺寸设为：150mx150mx100m，采用莫尔1工作面概况一库仑(Mohr—Coulomb)力学模型⋯；模型前后左某位于陕北东胜煤田的煤矿，其地层倾角为右4个面只约束其法向自由度，底面约束、Y、三8。上煤层可采厚度平均为2m，局部含一层夹矸。个方向的自由度，顶面施加载荷1．5MPa；模拟工作顶板岩性主要为细粒砂

3、岩，底板岩性主要为砂质泥面倾斜长度100m．走向长度100m。模拟计算采用岩下煤层自然厚度平均为4．8m，可采厚度平均的煤岩力学参数如表1所示。为3．6m，该煤层夹矸位于煤层下部，夹矸厚度为表1煤岩力学特征0．2m层位较稳定，厚度变化不大。顶板岩性主要为砂质泥岩和粉砂岩，局部为细粒砂岩，底板岩性层号辏謦墼蓥嫠／GPa／GPa／MPa／MPa／(主要为砂质泥岩和粉砂岩。两煤层平均间距约为16m该矿经鉴定为高瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量为13．8～100m／t，平均为15．54m／t．绝对瓦斯涌出量为46．7l～63．

4、23m／rain．平均为48．62lql／rain。煤层岩性柱状图如图1所示。细砂岩I8．0恼E2．m细砂岩7．0m■■_卜煤2．0m泥岩3．0m煤15m泥岩7．0m2．2模拟结果分析馒l5m上煤层工作面不同推进距离时，模拟结果如图砂质泥岩3．0mh3^m2所示。砂质泥岩10．0m由图2数值模拟结果可以看出，工作面推进后，图1煤层柱状图煤层顶底板应力发生重新分布，不同推进距离时，l丁2上层开采底板煤岩体应力变化规律作面的应力云图分布范围不同，上煤层工作面开切2．1底板煤岩体应力变化数值模拟眼及推进过程中，底板煤

5、岩体应力云图分布发生明依据该煤矿地质条件，建立FLAC。数值模型，显变化。以底板内应力变化系数=0．3为卸压边为了简化模型只模拟煤层附近100m范围内的岩界(即垂直应力达到2MPa为界)，当工作面推进体，上部的岩体通过在模型上面施加载荷来模拟。20m时，顶底板出现应力降低区。底板卸压深度收稿日期：2014-01—13作者简介：陈冰(1987一)，男，河南永城人，助理工程师，从事地质方面研究工作。672014年5月陈冰：浅埋深煤层群下行开采底板卸压规律研究第23卷第5期涟(上接第29页)若混合物分离总量为100k

6、moL／h，则合成生产，因此需要进行快速检修恢复氯化氢的合一般H，的物质流量能够达到86．50kmol／h以上，成。如果分离工艺中不能达到该流量，且实际流量远远2)如果故障出现在冷冻盐水机组，首先要继低于计算流量．则要计算出需要量来进行维修。续维持冷冻盐水的循环，这样合成氯化氢就不受影2)如果是制氢车间的纯化、电解槽发生渗漏，响，然后再对机组进行检修也需要在保障供应氯化氢合成车间的需要量后进行3．6供汽车间发生供应故障后的处理措施检修，若没有供应能力。则应该停止相应车间进行修1)如果故障发生在供气锅炉或是供气管

7、线理。上，首先要查询动力车间，并核实恢复供汽的具体时3．2氮气车间发生供应故障后的处理措施间，同时要停止必须生产装置以外的其他车间用汽，如果是氮气管道泄露，应该在确定可以关闭的如氯化氢合成与三氯氢硅合成车间。时候进行检修。若是制氮装置发生故障，可以在短2)如果故障是由于减压阀门自动关闭．则要时间内修理。只需停止不影响生产的设备装置进行通知仪表维修工作人员进行快速抢修，使故障阀门快速修理，若短时间解决不了，只能上报公司并停产在最短的时间内还原，在维修的过程中，先要停止除检修。氢化还原装置以外的其他用汽的装置与程序

8、．确保3．3出现电路故障后的处理措施各个设备受到较小影响，并要依据一定顺序进行装出现电路故障时，总变电站的工作人员要立即置的关闭工作，首先把冷冻站装置和换热站装置关向调度室报告．调度室接到事故报告后，要立即通知停，然后陆续关闭精馏设备和尾气回收设备．以及三各个车间的负责人员，使车间人员能够第一时间应氯氢硅合成设备、液氯汽化装置、氯化氢装置．最后对停电故障．并要快速展开调查。查明事故出现