高山矿近距离低透煤层上保护层开采底板卸压增透效应研究.docx

高山矿近距离低透煤层上保护层开采底板卸压增透效应研究
摘要：
本文通过对高山矿近距离低透煤层上保护层开采底板卸压增透效应的研究，结合数值模拟与现场试验两种方法进行探究，列举了不同情况下的底板变形情况和煤层水流动态，进而得出影响煤层输水能力因素及保护层开采底板卸压增透效应的相关机理。
关键词：高山矿、底板卸压、保护层、透水性、动态模拟
一卸压增透理论基础
土体在受到应力作用下，单位体积内的孔隙水流通能力受到约束，因此土体的渗透性在一定程度上与应力状态密切相关。当土体受到压实应力作用时，其渗透性往往会下降。反之，在一定压力作用下，当土体的初始孔隙度不变时，因持续压缩而导致的有效应力增大，也会局部产生孔隙度增大的效应，从而提高土体的渗透性。而底板卸压就是一种能引起土体孔隙度变化的工程应用技术，可以促进水流动态，提高输水能力。
二手段及步骤
本研究通过数值模拟与现场试验两种手段进行探究。首先进行了多方位调研了解高山煤矿近距离低透煤层特点与矿区内防治水方案，确定了保护层开采底板卸压的实际意义。通过最初的地质勘探数据收集确认煤层厚度、透水性及保护层厚度等关键参数，并从煤层结构角度分析研判了保护层开采底板卸体所可能引起的不同位移情况，为后续的数值模拟打下了基础。结合数值分析软件及大型数值仿真实验平台，进行了不同情况下的动态模拟试验，并对模拟结果进行分析。同时，也针对保护层开采底板卸体量进行了不同阶段的现场试验，并采集相关数据进行分析。
三结果分析
由不同情形下的动态模拟结果show，底板卸压过程主要表现为两个阶段。一是曲率卸压阶段，其主要形成原因是煤层的松弛性质遭受到了破坏，导致了煤层压缩及随之滑移，从而形成了局部孔隙度增大区域；二是均匀卸压阶段，煤体逐渐恢复纵向稳定状态，呈现出边界均匀变形模式，整个保护层中的煤体即可逐步形成均匀的初始孔隙度，从而提高了其渗透性。
现场试验结果则表明，保护层开采底板卸压方式可以有效提高煤层的输水能力。通过在现场采集样品，发现了水流的增换层和分流迹象，从而得出更为精确环保的防水方案。
四综述与展望
针对高山矿近距离低透煤层上保护层开采底板卸压增透效应问题，本文进行了数值模拟与现场试验两种方法的探究，得出了卸压增透的工程应用原理，有效解决了高山煤矿透水性低、维护困难等问题，有助于为相关行业提供更为切实可行的工程实践方案。