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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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保护层开采下伏煤岩卸压效应及其光纤监测

作者(Author):

  • 柴敬
  • 刘永亮
  • 王梓旭
  • 雷武林
  • 张丁丁
  • 欧阳一博
  • 孙凯
  • 翁明月
  • 张有志
  • 丁国利
  • 郑忠友
  • 张寅
  • 韩刚

作者单位:

  • 西安科技大学 能源学院
  • 西安科技大学 教育部西部矿井开采与灾害防治重点实验室
  • 中天合创能源 有限责任公司
  • 中煤能源研究院有限责任公司
  • 陇东学院 能源工程学院

关键词:

  • 近距离煤层
  • 保护层开采
  • 卸压效应
  • 光纤传感技术
  • 现场监测
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

保护层开采卸压效果评价及范围划定是保护层开采防冲技术应用的重要指标。 以呼吉尔 特矿区葫芦素煤矿上保护层开采为研究背景通过理论分析光纤传感现场实测相结合的方法分 析了上保护层开采后底板破坏深度获得了上保护层开采后下伏煤岩体应力分布规律被保护层应 力释放率及其变化特性得出了被保护层卸压角和底板破坏深度等参数。 设计了 个钻孔将光纤 植入工作面底板实现了底板煤岩体的走向 90.36 m倾向 128.47 m垂向 36.45 m 空间范围内的卸 压效果的实时监测。 获得了工作面推进从-300 ~ +255 m 的保护层卸压监测数据。 结果表明上保 护层开采底板煤岩体应力沿推进方向可划分为原岩应力应力集中应力释放应力恢复个 阶段应力集中阶段位于工作面前方 60 m 范围内应力释放阶段位于工作面后方 8 ~ 10 m 以后区 域应力恢复阶段在工作面后方 58 ~ 67 m 以后区域。 保护层开采后底板应力释放率具有明显的空 间效应垂直方向上应力释放率峰值波动范围为 4.2% ~ 71.6%应力释放率峰值随底板深度增加呈 负对数减小。 水平方向上应力释放率峰值位置与底板深度之间呈对数关系增大底板深度越大应 力释放率峰值滞后工作面距离越远。 将应力释放率为10%作为卸压临界值确定了2-2中煤倾向卸 压角为 53.7°走向卸压角为 63.5°光纤光栅和分布式光纤监测系统测得的临界卸压深度分别为 29.830.0m与理论计算结果偏差为1.1%~1.3%。 分布式光纤测得的最大应力释放率为24.5%, 光纤光栅测得的最大应力释放率为63.3%~81.0%。 最后分析了分布式光纤传感技术和光纤光栅 测试在保护层开采卸压效果监测中的测试结果差异对比了光纤测试和经验公式计算的底板破坏 深度。 光纤传感技术为保护层开采卸压范围监测方法提供了一种新的手段实现了数据采集空间 维度上对被保护层卸压效应的分布式连续监测


柴敬,刘永亮,王梓旭,等.保护层开采下伏煤岩卸压效应及其光纤监测[J].煤炭学报,2022,47(8):2896-2906.
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