煤巷掘进工作面强弱耦合能量控制防治煤与瓦斯突出理论与方法_中国煤炭行业知识服务平台

煤巷掘进工作面强弱耦合能量控制防治煤与瓦斯突出理论与方法

作者

郑仰峰翟成辛海会唐伟孙勇徐吉钊
单位

中国矿业大学安全工程学院中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心
摘要

针对突出煤层煤巷掘进突出危险性大、不易控制的难题,基于强化煤体结构及卸压增透瓦斯抽采时空协同机制,提出了穿层注浆加固与水力冲孔强弱耦合防突方法。从能量的角度分析了强弱耦合结构防治煤与瓦斯突出机理。借助数值模拟方法研究煤巷掘进时强弱耦合结构煤巷围岩应力响应及变形演化规律,得出强弱耦合措施能够实现应力集中纵深运移及减小煤巷变形的双重目的。进行现场试验发现,对比水力冲孔段,强弱耦合段煤巷围岩两帮变形量和顶板下沉量分别减小58.51%和61.42%;水力冲孔段煤巷两帮破碎程度大于强弱耦合段,且水力冲孔段和强弱耦合段煤巷两帮应力集中区分别在4m和5m左右;采取强弱耦合方案后,煤巷掘进速度提升了15.34%。穿层注浆加固与水力冲孔强弱耦合防突措施可以降低煤层瓦斯含量和压力,增强煤体强度,减少巷道变形,保障煤矿安全生产。
关键词

煤与瓦斯突出煤巷掘进强弱耦合模型数值模拟现场试验
基金项目(Foundation)

国家重点研发计划项目（2020YFA0711800）；国家杰出青年科学基金项目（51925404）；国家自然科学基金项目（51774278）；
文章目录

1 试验煤层状况及强弱耦合防突模型的建立
2 强弱耦合结构能量控制机理
2.1 强弱耦合结构能量控制防突机理
2.2 强弱耦合结构能量破坏准则
2.3 弱化区消波吸能效应
3 煤巷掘进围岩应力变形变化规律
3.1 参数选取
3.2 模型建立
3.3 数值模拟实验设计
3.4 结果分析
4 现场试验及效果考察
4.1 现场试验
4.2 效果考察
5 讨论
6 结论
相关文章

[1]穿层钻孔高压旋转水射流割缝增透防突技术研究与应用