高瓦斯厚煤层综采工作面推进速度影响下的瓦斯运-储区交叉融合机理

摘要：

裂隙结构具有复杂性和不规则性,对上覆岩层卸压瓦斯的运移和储集具有决定性影响.为了确定高瓦斯厚煤层综采工作面推进过程中瓦斯运移区和储集区交叉融合的动态变化对瓦斯赋存的影响以及在不同推进速度下上覆岩层中的瓦斯运储规律,采用二维物理相似模拟实验分析覆岩裂隙分布特征和瓦斯运-储区的几何变化规律,探究不同推进速度下运-储区随周期来压交叉融合的变化特征,并以工作面推进速度为关键参数,建立瓦斯运-储区的推速效应量化表征模型,揭示推进速度影响下瓦斯运-储区的对称周期性构建机制.结果表明,瓦斯的运-储区内外边界和运-储交界分别位于裂隙开合度和贯通度的突变区域,随着推进速度的增大,运-储区边界从采空区中部向两侧缩减;随着工作面推进,瓦斯储集区逐渐过渡成为运移区,两区域范围相互交叉融合,整个过程中运-储区在循环"构建—破坏—构建",最终形成完整的对称椭圆抛物带状的覆岩裂隙场;裂隙熵的变化随工作面的推进先增大后减小,裂隙率的变化随工作面的推进分别经历了 2次增大和减小,表明瓦斯运移区和储集区随工作面推进呈"初次形成—交叉融合—区域分离扩大"的动态变化;此外,在采动裂隙椭抛带理论的基础上,构建瓦斯运-储区推速效应量化表征模型,建立瓦斯运-储区边界及状态判定流程,揭示推进速度影响下的瓦斯运-储区交叉融合演化机理和对称形态的周期性构建机制,为研究采空区卸压瓦斯分布和实现瓦斯富集区定向精准抽采提供指导.

关键词：高瓦斯厚煤层、推进速度、覆岩裂隙、瓦斯运-储区、交叉融合

所属期刊栏目：48

分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;四川省交通科技资助项目

在线出版日期：2023-10-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：3405-3419