刘 超

（西山煤电 安监局，太原 030053）

1 屯兰煤矿瓦斯概况

屯兰煤矿2012年瓦斯等级鉴定结果：瓦斯绝对涌出量223 m3/min，瓦斯相对涌出量39.71 m3/t，属煤与瓦斯突出矿井，核定生产能力353万t/a。矿井瓦斯涌出量随着产量递增及采掘加深逐年增大，当前采区最大相对瓦斯涌出量已达75.9 m3/t，并在南五盘区出现过瓦斯涌出异常及动力现象，且其矿井瓦斯受地层地貌及盖山厚度、地质变化等因素的影响，分布规律呈区域性变化。根据《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》等法律和法规的要求，结合该矿煤层地质赋存规律，井下区域瓦斯治理方法，应以保护层开采技术为核心，通过采动卸压瓦斯抽采、消除被保护层的煤与瓦斯突出危险性，实现高瓦斯突出煤层群的安全高效开采。

2 建立数值计算模型

建立计算模型根据屯兰煤矿地层条件，采用FLAC3D软件模拟单独开采2号煤、7号煤和8号煤情况，通过分析相关应力及位移云图，应力与各煤层的相对膨胀变形量等规律，为被保护层的卸压瓦斯抽采提供技术指导。

模型尺寸：长250 m，宽250 m，高180 m，其中2号煤、7号煤、8号煤的采高分别为3.2 m、1.5 m、3.3 m；各开采煤层的底板距上边界分别为145 m、86 m、65 m。工作面走向开采长度135 m，工作面宽105 m，沿工作面走向前后侧各留85 m煤柱。模型底边为固定边界，左、右两侧为位移边界，见图1。模型共分40 000个单元，采用摩尔-库伦屈服准则力学本构模型，各煤岩体物理力学参数见表1。数值计算假定：开挖的动态过程中对应力分布无影响；……