以某突出矿井上保护层开采为研究对象,将底板岩层近似的作为均质的弹性介质,运用弹塑性力学对底板岩层中应力分布进行了理论推导,得出采场底板岩层内的应力分布公式,利用MATLB软件编程求解,分析了保护层底板岩层应力分布规律,结合矿井现场实际情况拟合了该矿上保护层开采下被保护层的保护范围曲线,确定了该矿上保护层开采走向方向的卸压角为39.4°,倾斜方向的卸压角为75°左右。经实测验证:理论计算是可靠的,为保护层开采提供了理论确定方法。

针对平顶山十二矿己15煤层的地层条件,基于弹性力学和岩石破裂损伤理论,利用大型有限差分软件FLAC 3D模拟分析了上保护层开采过程中,被保护层水平变形特征及层厚变化规律.得出己15煤层最大膨胀变形量接近1.4%,确定了被保护层受保护范围为走向方向内错5~7 m,倾斜方向内错4~6 m.并将数值模拟结果与现场实际测定数据进行对比分析,两者基本吻合.研究结果对十二矿防治煤与瓦斯突出具有重大的理论意义和现实意义,也对类似矿井区域防治煤与瓦斯突出具有很大的借鉴意义.

如何科学、快速、准确地确定保护层开采消突范围一直是矿井安全开采技术难题之一。针对目前保护层开采消突范围各判别准则理论上的非一致性和生产实践中的局限性,笔者结合淮南矿区潘三煤矿保护层工作面开采的工程实践,提出了利用煤层瓦斯含量来确定保护层消突范围的技术方法。通过快速准确现场测定在保护层开采前后被保护煤层的瓦斯含量,基于被保护煤层煤与瓦斯突出的临界瓦斯含量值,科学地确定其消突范围。该技术对保护层开采消突范围的合理性确定,科学地设计布置瓦斯抽采钻孔位置,最大限度地利用保护层开采进行区域性防突,保证矿井

针对乌兰煤矿下伏双重保护层开采对上覆被保护层保护范围的划分难题,基于有限差分法,结合保护层顶底板煤岩层的物理力学参数和地质特征,采用FLAC3D软件模拟计算了下伏7#、8#煤层先行开采后其上覆的2~#、3~#突出煤层变形场的变化过程,得出保护层开采后被保护层顶底板位移量,进而计算出煤层的最大膨胀变形量大于煤层厚度3‰的临界点,确定出双重保护层开采后被保护层沿倾向和走向的保护范围。结果表明,7#、8#煤层双重保护层开采后其上覆被保护层2#和3#煤层沿倾向上下边界的卸压角分别为78°、57°和80°