煤炭是我国主体能源及重要工业原料，随着煤矿企业机械装备水平与集约化生产制度不断进步，许多矿井通过提高推进速度来增加工作面产量。工作面推进速度较快，与煤伴生的卸压瓦斯涌出强度上升，涌出量增大，采动覆岩裂隙特征改变，卸压瓦斯运储区域位置随之改变，按照常规经验所布置的抽采系统不能完全满足安全高效开采需求。论文研究了不同推速条件下采动覆岩渗透率分布、卸压瓦斯运储区位置演化及卸压瓦斯抽采等方面的规律，为综采工作面卸压瓦斯抽采提供一定的理论依据与工程借鉴。

论文以黄陵二号煤矿高推速综采工作面为试验工作面，结合物理相似模拟实验及3DEC离散元数值模拟，对工作面以不同速度推进时的覆岩下沉、应力演化、裂隙形态及分布特征进行了系统分析。结果表明，推进速度增加，亚关键层以下覆岩垂直位移量增大，亚关键层以上覆岩垂直位移量减小，覆岩裂隙带高度及亚关键层破断角减小。不同推进速度下覆岩应力集中系数变化趋势整体呈现一致性，煤层覆岩超前应力集中系数峰值均随推进速度增加以指数形式增长，越高位岩层受推进速度影响越小。

基于物理相似模拟和数值模拟实验，结合覆岩裂隙分形-渗透率计算模型提出了卸压瓦斯运储区划分准则，将卸压瓦斯运储区划分为卸压瓦斯储集优势区、运移优势区、微渗区及运-储优势区四个区域。推进速度加快，卸压瓦斯储集优势区高度及长度减小，区域内渗透率小幅降低。运-储优势区宽度增大，整体位置向采空区中部集中。微渗区高度及宽度减小，渗透率保持稳定。运移优势区高度未发生明显变化，但区域内渗透率分布特征改变，呈现出一定的周期性波动。

提出了基于卸压瓦斯运储区位置、瓦斯涌出强度和抽采能力相互协调的抽采技术选择流程，将抽采钻孔布置在卸压瓦斯运-储优势区中，试验工作面高推速区域卸压瓦斯抽采选择常规高位钻孔抽采，低推速区域采用定向长钻孔与常规高位钻孔抽采。回采期间定向钻孔抽采率占绝对瓦斯涌出量的24% ~ 45%，高低推速区域高位抽采钻孔瓦斯体积分数最大均为30 %以上，工作面、回风巷和上隅角的瓦斯体积分数均在1%以下，为实现卸压瓦斯精准抽采提供了理论依据。

Coal is the main energy and important industrial raw material in China. With the continuous progress of mechanical equipment level and intensive production system of coal mining enterprises, many mines increase the output of working face by increasing the speed of propulsion. The working face advances faster, and the pressure relief gas emission intensity associated with coal increases, the emission volume increases, the fracture characteristics of mining overburden change, and the location of pressure relief gas transportation and storage area changes accordingly. The extraction system cannot fully meet the safety requirements. This paper studies the law of permeability distribution of mining overburden rock, location evolution of pressure relief gas storage area and pressure relief gas extraction under different pushing speed conditions, which provides a theoretical basis and engineering reference for pressure relief gas extraction.

The paper selected the intelligent comprehensive mining face of Huangling Mining Industry as the test face. Combined with the physical similarity simulation experiment and 3DEC discrete element numerical simulation, the subsidence, stress evolution, fracture morphology and distribution characteristics of overlying strata when the working face  advances at different speeds are systematically analyzed. The results show that with the increase of the advancing speed, the vertical displacement of the overlying strata below the sub-critical layer increases, the vertical displacement of the overlying strata above the  sub-critical layer decreases, and the height of the fracture zone and the breaking angle of the sub-critical layer decrease. The variation trend of stress concentration factor of overburden rock under different advancing speeds is consistent as a whole. The peak value of advance  stress concentration factor of overburden rock in coal seam increases exponentially with advancing speed, and the higher rock stratum is less affected by advancing speed.

Based on physical similarity simulation and numerical simulation experiments, combined with the fractal-permeability calculation model of overburden fracture, the division criteria of pressure relief gas transportation and storage area are proposed. The pressure relief gas transportation and storage area is divided into four areas : pressure relief gas storage advantage area, migration advantage area, micro-permeability area and transportation-storage advantage area. The advancing speed is accelerated, the height and length of the pressure relief gas reservoir advantage area are reduced, and the permeability in the area is slightly reduced. The width of the transport-storage dominant area increases, and the overall position is concentrated in the middle of the goaf. The height and width of the micro-permeability zone decrease, and the permeability remains stable. The height of the migration dominant area did not change significantly, but the permeability distribution characteristics in the area changed, showing a certain cyclical fluctuation.

The extraction technology selection process based on the location of the unloading gas transportation and storage area, gas outflow intensity and extraction capacity are coordinated with each other, and the extraction holes are arranged in the unloading gas transportation and storage advantageous area, in which the conventional high drilling is selected for unloading gas extraction in the high pushing speed area, and the large diameter directional long drilling and conventional high drilling are adopted in the low pushing speed area. During the recovery period, the extraction rate of directional drill holes accounts for 24%~45% of the absolute gas gush, the maximum gas volume fraction of high extraction drill holes in both high and low speed areas is more than 30 %, and the gas volume fraction of working face, return tunnel and upper corner is less than 1%, which provides the theoretical basis for the accurate extraction of unloading gas.

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