深部煤层群卸压开采应力场演化效应及工程应用_杨科著.pdf

Stress Field Evolution Effect and Engineering Applicationof Stress-Relief Mining in Deep Coal Seam Group深部煤层群卸压开采应力场演化效应及工程应用杨科/著，斜学出版社前言准南矿区为多煤组高瓦斯煤层群开采，其典型赋存条件为“三高一低”（高地压、高瓦斯压力、高瓦斯含量、低渗透性)。随着开采深度的增加，煤层赋存条件及开采条件日趋复杂，开采煤层面临煤与瓦斯突出的威胁日趋严重。采用卸压开采可有效增加煤层透气性，使相邻高瓦斯突出煤层的瓦斯解析为游离瓦斯，再通过预先布置的巷道和钻孔抽采瓦斯，实现区域治理，从而实现高瓦斯煤层在低瓦斯状态下安全开采。多年来，众多专家、学者与工程技术人员围绕卸压开采煤与瓦斯共采技术与理论开展了许多研究，在煤岩体加卸载力学特征、采场围岩采动应力演化、近距离煤层群安全开采等方面取得了一系列成果，对推动低渗透性高瓦斯煤层群开采技术的发展起到十分重要的作用。工程实践表明，采动高应力演化作用下煤岩体的强度和变形等力学特征的非线性、围岩结构的不连续性更加明显：卸压开采过程中煤岩体中能量积聚与释放的非线性特征与多因素共同致灾机理更趋复杂。对于多组高瓦斯近距离煤层群煤与瓦斯共采，迫切需要完善的围岩应力场、裂隙场及瓦斯渗流场演化特征基础理论的支持。本书以准南矿区多煤组高瓦斯煤层群御压开采为研究对象，采用理论分析、实验室试验、模拟试验与现场实测等手段，分析了3种典型工程地质条件下（近距离煤层群卸压开采、多煤组远程上行卸压开采、大倾角煤层群御压开采)围岩应力场、裂隙场演化特征，对比了同一近距离煤层群不同开采顺序（上行、下行）卸压开采围岩应力场、裂隙场演化特征的异同。在此基础上，阐述了煤层群卸压开采应力裂隙演化的机理，并将其有效地运用于现场指导，为准南矿区同类工程地质条件下的煤层群开采提供借鉴，丰富了煤与瓦斯共采理论。本书成果是在国家自然科学基金面上项目(51374011)、国家重点研发计划项目(2016YFC0801402)、国家自然科学基金重点项目(51634007)、安微省重点研究与开发计划项目(1704a0302129)的资助下完成的，凝结了研究团队多年来的科研心血。感谢安徽理工大学采矿实验室提供优质的试验平台及淮南矿区工程技术人员提供现场调研和实测！真诚地感谢本书所引用的参考文献的作者及启迪作者思想的其他国内外学者！感谢博士后导师袁亮院士、薛俊华教授级高工对作者的悉心指导，从项目立项、试验研究、成果鉴定到本书稿件编写的每个环节无不倾注了两位老师的心血。在此向恩师表示深深的敬意和衷心的感谢！感谢研究团队华心祝教授、李迎富教