工作面过上覆遗留煤柱致灾机理及超前区域防治技术研究
2023-10-21郑凯歌李彬刚李延军王泽阳王豪杰
煤炭科学技术 2023年9期
关键词:区域
杨 欢 ,郑凯歌,2 ,李彬刚 ,李延军 ,杨 森 ,王泽阳 ,王豪杰 ,戴 楠
(1.中煤科工西安研究院(集团)有限公司, 陕西 西安 710077;2.安徽理工大学 地球与环境学院,安徽 淮南 232001)
0 引 言
近距离煤层,即相邻煤层开采过程相互影响、煤层间距较小的煤层。浅埋近距离煤层是指埋深一般不超过150 m,基载比较大的近距离煤层。浅埋近距离煤层群开采过程中,上层可采煤层开采完成后,覆岩结构经历垮落、裂隙发育及弯曲下沉到趋于稳定的过程;当下伏煤层开采时,覆岩结构2 次运移,应力场重新分布,上覆结构出现下沉、垮落及回转等运动,能量释放规律异常[1–2]。
现有的上覆遗留煤柱强矿压灾害防治方法及手段主要为爆破与常规短钻压裂2 种,治理机理为削弱或者转移应力集中,从而达到治理强矿压的目的。但爆破法受工程量大、火工品管控严格、成本较高且治理过程中易产生有毒有害气体等因素限制;常规短钻水力压裂治理精度低,覆盖范围小,超长工作面中部难以治理。
针对上述问题,国内外学者开展了大量科学研究:郑凯歌等[1,5]结合“压裂垮落体+煤柱+承重岩层”协同支撑理念,提出了坚硬顶板分段压裂超前弱化解危技术;杨俊哲等[6-7]依托“垮落充填体+上覆遗留煤柱”治理理念,结合定向长钻孔水力压裂技术,提出上覆遗留煤柱超前弱化治理机理;杜君武等[8]通过物理相似模拟及数值模拟方法,系统的研究了近距离煤层开采过程中覆岩结构演化规律,分析了煤柱稳定性;……
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