近距离上保护层开采条件下煤层膨胀变形测定技术质量研究.docx

近距离上保护层开采条件下煤层膨胀变形测定技术质量研究
近距离开采条件下煤层膨胀变形测定技术质量研究
摘要：随着煤炭需求的不断增加，近距离上保护层开采成为一种常见的煤炭开采方式。然而，近距离上保护层开采会导致煤层膨胀变形，对采煤工作面的稳定性和安全性带来一定的挑战。因此，本研究旨在分析近距离开采条件下煤层膨胀变形的原因，并提出一种可靠的测定技术，以确保采煤工作面的质量和安全性。
引言：近距离上保护层开采是一种高效的煤炭开采方式，可以最大程度地提高煤炭的回收率。然而，由于煤层膨胀变形引起的煤壁破裂和顶板下沉等问题，严重影响了采煤工作面的稳定性和安全性。因此，煤层膨胀变形的测定技术对保障采煤工作面的质量和安全性至关重要。
1.近距离上保护层开采条件下煤层膨胀变形的原因
近距离上保护层开采过程中，煤体受到高应力的影响，使得煤层内部存在压力的积累。煤层膨胀变形的原因主要包括以下几个方面：
1.1煤层内部应力的释放
煤层膨胀变形是煤层内部应力释放的结果。在煤层内部，由于高应力作用下，煤层内部存在着巨大的压力。开采煤层时，煤体内部的应力通过断裂面和裂隙的释放而产生膨胀变形。
1.2孔隙度和孔径的变化
煤体的孔隙度和孔径在采煤过程中会发生变化。由于煤层内部的应力作用，孔隙度会发生变化，导致煤体的体积膨胀。与此同时，孔隙的连通性也会发生变化，使得煤层内部的压力不能得到有效释放。
1.3煤层收缩
由于煤层膨胀变形的影响，煤层内部还会发生收缩。煤层的收缩会导致煤体内部的应力进一步增大，从而加剧了膨胀变形的程度。
2.近距离开采条件下煤层膨胀变形的测定技术
为了保障采煤工作面的质量和安全性，必须对煤层膨胀变形进行准确的测定。目前，常用的测定技术主要包括以下几种：
2.1传统观察法
传统观察法主要通过人工观察煤层断层、破碎带和滑移面等地质现象，来判断煤层的膨胀变形程度。这种方法具有直观性和经济性的优点，但是受到观察者主观因素的影响，并且无法实时监测煤层变形。
2.2电阻应变片法
电阻应变片法是一种常用的测定煤层膨胀变形的技术。该方法通过在煤体表面粘贴电阻应变片，测量电阻应变片的变形情况，从而间接反映煤层的膨胀变形程度。电阻应变片法具有实时监测和定量分析的优势，但是需要精确粘贴和安装应变片，并且对仪器设备要求较高。
2.3探针测量法
探针测量法是一种直接测量煤层膨胀变形的技术。该方法通过在探针上安装应变计，将探针插入煤层内部，通过测量探针的应变量来评估煤层的膨胀变形程度。探针测量法具有高精度和准确性的优势，但是需要进行钻孔操作，并且对现场环境要求较高。
结论：近距离开采条件下煤层膨胀变形对采煤工作面的稳定性和安全性带来了挑战。因此，煤层膨胀变形的测定技术至关重要。本研究分析了近距离开采条件下煤层膨胀变形的原因，并介绍了传统观察法、电阻应变片法和探针测量法三种常用的测定技术。这些技术不仅可以帮助评估煤层的膨胀变形程度，还可以提供实时监测和定量分析的数据，为采煤工作面的质量和安全性提供保障。
参考文献：
1.王明涛,李艳,等.煤层膨胀破裂引起上采空区演化机制研究[J].煤炭学报,2017,42(1):130-139.
2.刘建忠,王建新,刘明康.近距离煤炭开采煤体破碎破裂机理研究[J].煤炭学报,2019,44(5):1543-1550.
3.张三建,张建新,高会顺.电阻应变片法在煤层测力学中的应用[J].科技导报,2019,37(7):77-81.