采动覆岩卸压瓦斯运储通道属性参数拓扑关系研究

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 52; no. 2; pp. 135 - 149
• Main Authors: 赵鹏翔, 卓日升, 李树刚, 林海飞, 常泽晨, 贾永勇, 金权, 刘元嘉
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 新疆工程学院新疆煤矿灾害智能防控与应急重点实验室,新疆乌鲁木齐 830023 2024; 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安 710054; 西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心,陕西西安 710054%新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所,新疆乌鲁木齐 830091%新疆工程学院,新疆乌鲁木齐 830023; 新疆工程学院新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐 830023%西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054%西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054; 西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054; 西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心,陕西西安 710054
• Subjects: 运储通道; 拓扑关系; attribute parameter; gas storge and migration channel; 卸压瓦斯; 属性参数; topological relations; pressure relief gas; 瓦斯抽采; gas extraction
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.12438/cst.2023-1784

TD712; 煤矿日益加剧的高强度开采过程中,诸多因素综合影响着覆岩裂隙的空间分布特征.覆岩裂隙分布的特征对于解放层开采中的瓦斯治理有着重要的指导意义.通过开展多组二维物理相似模拟试验,探究了不同开采条件下(开采高度、推进速度、关键层层位、煤层倾角)覆岩裂隙网络分布特征及卸压瓦斯运储通道的属性参数,得到了几何参数、裂隙参数的拓扑干系网络.基于复杂网络演化理论可以简化现实干系的拓扑变换,并结合复杂网络特征参数分析运储通道干系结构和因素节点的演化特征,实现了覆岩裂隙网络干系影响因素的定量描述,建立了卸压瓦斯运储通道网络干系结构矩阵及模型.结果表明:卸压瓦斯运储通道的发育范围、贯通度以及分形维数均随着采高、关键层层位及煤层倾角增大而不断扩大;随着推进速度的加快,发育范围却呈现减小的趋势.采高的增加对离层量影响最大,6 m采高相较于 4m时增幅达到 146.9%.破断裂隙密度的变化主要受煤层倾角影响,受推速的影响较小,将钻孔布置在高密度区域(破断裂隙密度>4.7条/m),可以有效起到瓦斯截留的作用.研究结果可进一步优化不同因素影响下瓦斯抽采钻孔的布置参数,提高瓦斯抽采效率,从而保证工作面安全高效回采,对实现瓦斯精准绿色抽采具有一定的现实意义.