掘進(jìn)擾動(dòng)下斷層帶煤體瓦斯異常分布特征研究

一：作者

    周勇 1，馬桂霞 2，周愛(ài)桃 3，劉賽菲 3

（1.國家能源集團烏海能源有限責任公司，內蒙古 烏海 016099；2．德礦事業(yè)（北京）科技有限公司，北京 100086；3．中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 應急管理與安全工程學(xué)院，北京 100083）

二：摘要

    斷層帶的結構異性會(huì )導致介質(zhì)滲透性的非均質(zhì)性和各向異性，這對煤體內瓦斯滲流過(guò)程有重要影響。通過(guò)建立受掘進(jìn)應力影響下的煤體滲透率模型和橫向各向同性斷層滲透率模型，利用 COMSOL 數值模擬軟件對其進(jìn)行解算分析，得出受斷層影響的掘進(jìn)工作面前方應力場(chǎng)及滲透率的演化特征規律。結果表明：受掘進(jìn)應力影響，暴露面前方出現明顯應力分帶現象，塑性變形延續到距暴露面 5 m 處，且出現塑性區階躍現象；考慮非均質(zhì)斷層的裂隙及煤基質(zhì)瓦斯壓力梯度分別為 0.043、0.042 MPa/m，明顯大于考慮均質(zhì)斷層的裂隙及煤基質(zhì)瓦斯壓力梯度，而且斷層區域內滲透出現驟降及突增的現象，在斷層核區域內滲透率降至最低為 6.438 3×10-18m2，是煤層初始滲透率的 1/7；斷層影響區域瓦斯壓力梯度大，透氣性能低，驗證了斷層區域蘊育煤與瓦斯突出危險性高的合理性。

三：關(guān)鍵詞

    斷層帶結構異性；瓦斯異常；非均質(zhì)性；煤巷掘進(jìn)；橫向各向同性滲透率模型；流固耦合