近距离保护层开采遗留煤柱应力集中区瓦斯赋存规律研究 论文

在煤炭开采中，保护层开采是一种重要的矿压控制技术，能够通过对上覆或下伏煤层的预先开采，以缓解工作面的应力集中，降低瓦斯涌出和煤炭自燃的危险。阳煤集团新景矿的9号煤层9106工作面在开采过程中需穿越8号煤层遗留煤柱，遗留煤柱的存在会形成应力集中区，这对开采安全和效率提出了新的挑战。研究人员采用了理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法，研究了近距离保护层开采遗留煤柱应力集中区的瓦斯赋存规律。

通过建立保护层力学模型，研究者获得了保护层力学计算公式。使用FLAC等模拟软件揭示了煤柱压煤区的应力分布规律及影响范围。对于进一步理解这一过程，可以参考一项相关研究，该研究通过数值模拟分析了高瓦斯煤层群保护层开采的卸压效果，揭示了保护层开采对煤层瓦斯解吸的影响【高瓦斯煤层群保护层开采卸压效果数值模拟】。结果表明，保护层开采完成后，垂直应力状态以遗留煤柱为中心，依次对称向两边扩散，且距离遗留煤柱越远，应力扩散范围越广。

研究还指出，遗留煤柱的影响范围和最大应力值能够通过数值模拟的方式进行估算。谢一矿51采区的保护层开采卸压规律研究中，数值模拟揭示了类似的应力分布规律，这对理解不同煤层开采条件下的应力扩散行为提供了有价值的参考【谢一矿51采区保护层开采卸压规律数值模拟研究】。

通过监测煤层应力集中区及卸压区的瓦斯钻屑指标，研究者发现钻屑瓦斯解吸指标（K1值）和钻屑量与应力分布状态之间具有良好的相关性。这表明，近距离保护层开采可以使得煤层中的瓦斯得到充分释放，进而提高开采过程的安全性。为了深入探讨瓦斯抽采技术对瓦斯释放的影响，可以参考《上保护层开采卸压瓦斯治理技术研究》，该研究对瓦斯抽采技术的有效性进行了详细分析，并提供了实践中的成功案例【上保护层开采卸压瓦斯治理技术研究】。

以上研究表明，科学合理地利用保护层开采技术，可以有效降低煤炭开采过程中的安全风险，同时提高资源的利用效率。