近距离保护层开采对被保护层防突效果分析.pdf

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1、生1化构消1护保距m一层至开为1保度开与于降煤2王行庄煤矿位于郑州地区东南部，矿井设计年生产能力 120 万 t。其中，基本可采煤层 1 层，大部可采煤层 2 层，主要开采二1、二3煤。近年来，随着开采深度的增加，二1煤层部分矿井先后发生突出事故 1。该矿二1煤为松软煤层，f值小于 0.5，生产期间时有动力现象，有必要采取防突措施。然而松动爆破，超前排放钻孔和预抽煤层瓦斯等防突措施都有一定的局限性。如松动爆破措施主要适用于煤质较硬，突出强度较小的弱突出煤层；超前排放钻孔措施施工时间长，措施孔有效作用距离短，校检超标率高，补充措施频繁；预抽煤层瓦斯对于低透气性的松软煤层而言，需要时间长，容易造成

2、生产接替紧张。开采保护层是防治煤与瓦斯突出的区域性措施，也是最经济、最有效的手段。自从 1933 年法国最先使用这项措施以来，几乎所有发生瓦斯突出的国家，只要有保护层，都会优先开采。1保护层开采理论分析1.1保护层开采防突机理国内外的考察资料证明 2-3，保护层开采后，被保护层的应力应变状态，煤结构和瓦斯动力参数发近距离保护层开采对被保护层防突效果分析魏二剑1，田坤云2，张 群1(1.河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作454000；2.河南工程学院 安全工程系，河南 郑州451191)摘要：开采保护层是防治煤与瓦斯突出重要的区域性措施之一，也是最经济、最有效的手段。以王行庄煤矿保护层

3、开采试验为例，进行保护层开采的理论分析和现场试验结果的对比分析。对 11051 工作面受保护前后和保护范围内外的预测指标进行了对比分析，得出保护层开采后受保护工作面的预测指标均降到临界值以下，取得了良好的防突效果，同时也建立了一套可行的、普遍适用的对被保护层突出危险性进行评价的方法。关键词：保护层开采；煤与瓦斯突出；防突效果中图分类号：TD713文献标志码：B文章编号：1008-3731（2010）04-0080-03Analysis of preventing burt result of protected coal seam when mining the contiguous prot

4、ective coal seamWEI Er-jian1，TIAN Kun-yun2ZHANG Qun1(1.Department of Safety Science 驭 Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000 China;2 SafetyDepartment of Henan Institute of Enginnering,Zhengzhou 451191，China)Abstract：The protective seam mining is one of the most important regional pr

5、evention measures for prevents andcontrols the coal and gas outburst,also the most economical and effective method.This article take the Wangxingzhuang Coal Mining protective seam experiment as an example,carries on the protective seam mining theoreticalanalysis,and analysis on the field test result

6、 contrastive.The forecast target of 11051 working surfaces protectedinside and outside also as before and after the predictors were compared and analyzed,after the exploitation of theprotection layer,the forecast target of protected working surface fall to the marginal value below,obtained a goodaga

7、inst coal and gas outburst effect,simultaneously also established a set feasible and universal suitable method tocarry on the risk appraisal of being protected seam coal and gas outburst.key words：protective seam mining；coal and gas outburst；against outburst effect安 全煤 矿圆煤炭科技悦韵粤蕴 杂悦陨耘晕悦耘 驭 栽耘悦匀晕韵蕴韵郧

8、再 酝粤郧粤在陨晕耘圆园员园 年第 4 期晕燥.4圆园员园80PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 万方数据生显著变化。保护层防治煤与瓦斯突出的原理如图1 所示。从图 1 可以看出，卸压作用是引起其他因素变化的依据，只要突出煤层受到一定的卸压作用，煤结构、瓦斯动力参数便发生如上顺序的变化，都有利于消除突出或者使突出危险性有所降低。1.2试验区概况王行庄煤矿首采二3煤的 11053 工作面作为保护层工作面，以下部二1煤的 11051 工作面作为被保护层工作面。二3煤位于太原组大占砂岩之上，下距二1煤 20 m 左右。煤厚 0 耀 6.66 m，平均厚 1.33m。二1煤位

9、于山西组大占砂岩之下，距太原组顶界一般 7 m 左右，煤厚 0 耀 24.76 m，平均 7.07 m。两煤层相对层间距为 15.4 m。在二1煤底板标高-170 m至-110 m 处二1煤和二3煤合层，11053 工作面在此开切眼进行回采，对应此区域的 11051 工作面被选为试验区。1.3二3煤开采对二1煤的保护作用分析防治煤与瓦斯突出规定 指出，倾斜煤层的上保护层与被保护层之间的有效垂距不超过 50 m。我国突出矿井上保护层开采的实践表明，在保护层厚度小于 1.5 m，层间距 9 60 m 的条件下，上保护层开采取得了防止煤与瓦斯突出的良好效果。王行庄煤矿二3煤平均厚度为 1.33 m，

10、二3煤与二1煤的层间距约为 20 m，而且为松软煤层，有利于实现保护层开采对被保护层的卸压作用，进而会降低或消除被保护层的突出危险性。因此，开采二3煤作为二1煤的上保护层将取得良好的防突效果。2防突效果考察现场对二1煤上述 11051 工作面试验区内煤层瓦斯参数进行了测定，根据王行庄煤矿防止煤与瓦斯突出效果检验的经验，采用钻孔最大钻屑解吸指标驻h2和钻孔瓦斯涌出初速度q作为预测指标，钻孔最大钻屑解吸指标驻h2的临界值为 200 Pa，钻孔瓦斯涌出初速度q的临界值为 5 L/min，测定结果如图 2 和图 3 所示。各测点超前于 11053 工作面切眼距离/m111051 工作面回采期间预测指标

11、值；2 11051 巷道掘进期间预测指标值；3 预测指标 q 的临界值图 2钻孔瓦斯涌出初速度预测结果1 11051 工作面回采期间预测指标值；2 11051 巷道掘进期间预测指标值；3 预测指标 驻h2的临界值图 3钻孔最大钻屑解吸指标驻h2预测结果从图2 和图 3 可以看出，二3煤 11053 工作面回采前，11051 下顺槽掘进过程中的预测指标基本上都超出临界值，具有突出危险性。其中钻孔瓦斯涌出初速度平均值为 5.3 L/min，最大值为 6 L/min，超标率为 72.7%；钻屑解吸指标吟h2平均值为220 Pa，最大值为 250 Pa，超标率为 81.8%。二3煤开采后，11051

12、工作面的预测指标都达到临界值以下，原因是保护层开采后，其周围的岩层及煤层向采空区方向移动和变形，地应力发生重新分布，被保护层卸压地应力降低，煤层膨胀变形，透气性增加，瓦斯解吸、排放能力增高，煤的机械强度提高，被保护层的瓦斯动力参数发生重大变化，突出危险性降低或者消除。另外，从图 2 和图 3 还可以看出，在超前距为0 m 附近的预测指标基本上都高于 11051 下顺槽掘进过程中未受保护时的数值。这是由于此时11051 回采工作面在处于集中应力带上，在此区生措最国被发tyndngaledheodto各测点超前于 11053 工作面切眼距离/m3002001000-80-4004080231图 1

13、保护层开采防治煤与瓦斯突出原理压力降低煤层卸压激发突出的作用减少透气性增大瓦斯排放煤体强度增高瓦斯压力梯度降低发生突出的瓦斯作用减少煤体抵抗破坏能力增加消除或降低煤与瓦斯突出危险性圆园员园 年第 4 期魏二剑等：近距离保护层开采对被保护层防突效果分析8642-80-4004080231081PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 万方数据式D抗M力m直为钻2孔2必7域内煤层承受的应力高于原始应力状态，突出危险性增大。随着工作面的推进，到进入理论保护范围内之后，可以从图上的预测指标明显看出，各预测指标都降到了临界值之下，说明保护层开采后，被保护范围内的煤层经过充分卸压，有效

14、地降低了二1煤 11051 工作面在回采过程中发生煤与瓦斯突出的危险性。3结 论（员）理论研究表明，保护层开采措施在地应力、瓦斯和煤的物理力学性质等突出主导因素等方面都起到了积极的作用。利用保护层开采的一般理论，选择非突出或者弱突出煤层作为保护层开采，然后开采被保护的突出煤层，借此对其进行保护。（圆）二猿煤开采后，在二猿煤保护层保护范围内，二员煤的突出危险性得到了较好的减弱，保护层开采取得了良好的效果。（猿）保护层开采减少了被保护层工作面治理瓦斯的工程投入，产生了良好的经济效益和安全效益。参考文献：员 李凯歌，别新峰援郑州地区煤矿事故案例汇编M援徐州：中国矿业大学出版社，2005援2 袁亮援松

15、软低透煤层群瓦斯抽采理论与技术 酝 援北京：煤炭工业出版社，圆园园源援圆员员原圆员圆援3 胡千庭援煤矿瓦斯抽采与瓦斯灾害防治 酝 援徐州：中国矿业大学出版社，圆园园苑援员源苑原员源愿援作者简介：魏二剑（1984），男，河南镇平人，河南理工大学安全科学与工程学院硕士在读，主要从事瓦斯灾害预测与防治方面的研究。（收稿日期：2010-08-16）1冲击地压危险区概况近年来，徐矿集团本部已有 6 个矿井采深超过了 1 000 m，并且以 8 耀 12 m/a 的速度递增。随着深度的增加，冲击地压发生的危险性不断增大。经鉴定，其中 5 个矿井煤层或顶板具有强冲击危险，采掘活动中需采取卸压爆破解危措施。而

16、要获得理想的解危效果，必须先确定合理的爆破参数。2工作面爆破参数的确定及实施2.1炮眼间距根据爆破理论，炸药爆炸后，形成的裂隙圈的半径为Rp=bP2滓T蓸蔀1arb（1）其中P2为孔壁初始冲击压力峰值。文章编号：1008-3731（2010）04-0082-02防冲工作面卸压爆破钻孔参数的确定赵从国（徐州矿务集团有限公司 总工程师室，江苏 徐州221006）摘要：卸压爆破是冲击地压解危的主要措施之一，卸压爆破的效果与爆破参数的确定有着重要的关系。根据爆破理论，对常规孔径及与之配用的炸药进行计算，从而确定了合理的孔间距和孔深等参数，为有效解除冲击地压危险奠定了理论基础。关键词：冲击地压；卸压爆破

17、；钻孔间距；钻孔深度中图分类号：TD324文献标志码：B煤炭科技悦韵粤蕴 杂悦陨耘晕悦耘 驭 栽耘悦匀晕韵蕴韵郧再 酝粤郧粤在陨晕耘圆园员园 年第 4 期晕燥.4圆园员园圆82PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 万方数据近距离保护层开采对被保护层防突效果分析近距离保护层开采对被保护层防突效果分析作者：魏二剑，田坤云，张群，WEI Er-jian，TIAN Kun-yun，ZHANG Qun作者单位：魏二剑,张群,WEI Er-jian,ZHANG Qun(河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作,454000)，田坤云,TIANKun-yun(河南工程学院安全工程系,河南郑州,451191)刊名：煤炭科技英文刊名：COAL SCIENCE&TECHNOLOGY MAGAZINE年，卷(期)：2010(4)参考文献(3条)参考文献(3条)1.胡干庭 煤矿瓦斯抽采与瓦斯灾害防治 20072.袁亮 松软低透煤层群瓦斯抽采理论与技术 20043.李凯歌;别新蜂 郑州地区煤矿事故案例汇编 2005 本文链接：http:/