【文章內(nèi)容簡介】 圍內(nèi)。回采過程中嚴(yán)格按照“四位一體”防突措施進(jìn)行，當(dāng)預(yù)測指標(biāo)超標(biāo)采取短鉆孔排放消除突出危險(xiǎn)。 開采112煤層保護(hù)131煤層～，傾角為10176?！?2176。，平均傾角為16176。，煤層賦存較穩(wěn)定，為煤與瓦斯突出煤層，煤層標(biāo)高600m以深為突出危險(xiǎn)區(qū)?！簩淤x存穩(wěn)定，平均傾角為15176。，無突出危險(xiǎn)性。兩層煤層間距為66～92m，平均層間距為76m，為考慮到治理131煤層瓦斯，采用開采112煤層作為下保護(hù)層保護(hù)131煤層。 保護(hù)層與被保護(hù)層的基本參數(shù)保護(hù)層基本參數(shù)：煤層編號：112煤層煤層厚度：～，煤層傾角：平均15176。突出危險(xiǎn)性：無突出危險(xiǎn)該區(qū)域煤層賦存穩(wěn)定，煤層較厚，適合于采用綜合機(jī)械化采煤，按綜合機(jī)械化設(shè)計(jì)，工作面設(shè)計(jì)平均日產(chǎn)量為2000～3000t。被保護(hù)層基本參數(shù)：煤層編號：131煤煤層厚度：～，煤層傾角：平均16176。最大煤層瓦斯壓力：（一水平）最大煤層瓦斯含量：（一水平）煤層危險(xiǎn)性：具有突出危險(xiǎn)性該區(qū)域煤層較厚，賦存穩(wěn)定，適合于綜合機(jī)械化放頂煤采煤。按綜合機(jī)械化放頂煤設(shè)計(jì)，在卸壓范圍內(nèi)工作面設(shè)計(jì)平均日產(chǎn)量為3000～5000t。 保護(hù)范圍保護(hù)范圍是指保護(hù)層開采后，在空間上使突出危險(xiǎn)煤層完全消除突出危險(xiǎn)的有效范圍。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》的有關(guān)規(guī)定，應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際考察結(jié)果確定保護(hù)范圍，對暫無實(shí)測數(shù)據(jù)的礦井，可參考表31確定。1）層間的保護(hù)范圍112煤層與131煤層間距為66～92m，平均層間距為76m，小于《細(xì)則》中規(guī)定的上保護(hù)層最大保護(hù)層間距100m，能夠滿足層間距要求。2）傾斜方向的保護(hù)范圍可參考圖31與表32的數(shù)據(jù)確定。煤層傾角15176。，則下部卸壓角=75176。，上部卸壓角=85176。相對于保護(hù)層工作面，被保護(hù)層工作面的卸壓范圍在傾向上內(nèi)錯(cuò)距離分別為：式中： 為層間距，76m； 為風(fēng)巷側(cè)的內(nèi)錯(cuò)距離，/m； 為機(jī)巷側(cè)的內(nèi)錯(cuò)距離，/m。、即若被保護(hù)層工作面嚴(yán)格按照保護(hù)范圍進(jìn)行布置，則被保護(hù)層工作面傾向長度比保護(hù)層工作面傾向長度短27m。3）走向方向的保護(hù)范圍在被保護(hù)層中，走向方向的保護(hù)范圍可按卸壓角劃定，走向方向的卸壓角按60176。設(shè)計(jì)。保護(hù)層工作面走向長度減去工作面開切眼和停采線卸壓角造成的內(nèi)錯(cuò)距離就是被保護(hù)層在走向方向的保護(hù)長度，按60o計(jì)算內(nèi)錯(cuò)距離為： 開切眼向里內(nèi)錯(cuò) 停采線向里內(nèi)錯(cuò) 式中： 為層間距，76m； 為開切眼側(cè)的內(nèi)錯(cuò)距離，/m； 為停采線側(cè)的內(nèi)錯(cuò)距離，/m。，即若被保護(hù)層工作面嚴(yán)格按照保護(hù)范圍進(jìn)行布置。 目前工作面的布置方式目前開采的被保護(hù)層131煤層和保護(hù)層112煤層的一對對應(yīng)工作面為1306工作面和1108工作面，1108工作面于2002年收作，1306工作面預(yù)計(jì)2006年底收作。下面以這兩個(gè)工作面為例把目前的工作面布置及瓦斯治理做個(gè)簡要說明。 工作面介紹 1306被保護(hù)層工作面基本參數(shù)：標(biāo)高范圍：373～440m工作面走向長：1178m工作面傾斜長：128～141m煤 層 厚 度 ：平均7m煤 層 傾 角 ：平均16176。工作面瓦斯壓力：工作面平均瓦斯含量： m3/t 突出危險(xiǎn)性：處于無突出危險(xiǎn)區(qū)，工作面無突出危險(xiǎn)1306工作面為131煤中央采區(qū)東翼首采工作面，西起中央石門保護(hù)煤柱線，東至開切眼，南鄰尚未動(dòng)用的1304工作面，北鄰尚未開采的1308工作面。工作面煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，該工作面采用Π型鋼放頂放煤回采，工作面日產(chǎn)1000～2000t。1108保護(hù)層工作面基本參數(shù)：標(biāo)高范圍：480～550m工作面走向長：940m工作面傾斜長：170m煤 層 厚 度 ：平均7m煤 層 傾 角 ：平均16176。突出危險(xiǎn)性：無突出危險(xiǎn)工作面煤層賦存穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造簡單，適合于綜合機(jī)械化采煤，按綜合機(jī)械化設(shè)計(jì)，工作面設(shè)計(jì)平均日產(chǎn)量為2000～3000t。 工作面的保護(hù)范圍及巷道布置 1108工作面的保護(hù)范圍及1306工作面的巷道布置見圖34，粗實(shí)線區(qū)域?yàn)?106工作面和1108工作面，點(diǎn)橫線包圍的區(qū)域?yàn)?106工作面開采過后在1306工作面上的卸壓保護(hù)范圍，粗點(diǎn)畫線為1306工作面。 1106工作面與1108工作面之間的區(qū)段煤柱寬為35m，1306風(fēng)巷布置于112煤層區(qū)域煤柱影響的范圍內(nèi)，無法對1306風(fēng)巷掘進(jìn)進(jìn)行保護(hù)，且處于煤柱的應(yīng)力集中帶內(nèi)，應(yīng)力過大，給風(fēng)巷的支護(hù)帶來難度。由于1306工作面傾向長度比1108工作面短30～40m，由圖可知，1306機(jī)巷完全處于1108工作面的保護(hù)范圍。由圖34可以看出，工作面大多數(shù)煤體處于保護(hù)范圍，只有開切眼側(cè)部分煤體無法得到保護(hù)，在開采該部分煤體是應(yīng)采取防突措施。若1306工作面在布置的時(shí)候考慮到1108工作面的保護(hù)范圍，保護(hù)層工作面與被保護(hù)層工作面一一對應(yīng)布置，則1306工作面則完全可以布置于1108工作面的保護(hù)范圍，徹底消除1306工作面的突出危險(xiǎn)性，這樣就可以保證1306工作面煤層巷道掘進(jìn)和回采的安全。 工作面瓦斯治理保護(hù)層11煤層無突出危險(xiǎn)，工作面瓦斯治理沒有防突要求，只需能夠保證回采期間將瓦斯涌出控制在一定范圍內(nèi)，通過風(fēng)排就可使工作面上隅角瓦斯?jié)舛炔粫?huì)出現(xiàn)超限即可。采用順層孔和頂板高抽巷治理11煤層瓦斯，將高抽巷布置于11煤層的裂隙帶內(nèi)可以很好的解決11煤層開采過程中的瓦斯問題。1106工作面1108工作面1306工作面1306風(fēng)巷1306機(jī)巷1108機(jī)巷1108風(fēng)巷1106工作面收作線1306工作面收作線1108工作面收作線圖34 1108工作面保護(hù)范圍及1306工作面的巷道布置卸壓保護(hù)邊界線4 保護(hù)層開采效果考察根據(jù)《細(xì)則》有關(guān)規(guī)定，煤層首次開采保護(hù)層需對其的保護(hù)范圍和保護(hù)效果進(jìn)行考察，為后面的保護(hù)層開采提供依據(jù)。一般情況主要從被保護(hù)層工作面的殘余瓦斯壓力、瓦斯含量、煤層瓦斯抽放量和采掘驗(yàn)證等幾個(gè)方面對保護(hù)效果進(jìn)行考察。但由于礦井不具備測定殘余瓦斯壓力和含量的條件，對被保護(hù)層也沒有進(jìn)行瓦斯抽放，因此本次研究主要從煤層百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、效果指標(biāo)和開采驗(yàn)證兩方面對2611工作面、W1607工作面和1306工作面的保護(hù)效果和消除突出危險(xiǎn)性進(jìn)行考察。 效果考察指標(biāo)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，采用煤層百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、鉆屑量指標(biāo)和采掘驗(yàn)證進(jìn)行考察。 煤層百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)煤層內(nèi)鉆孔的瓦斯流量隨時(shí)間呈衰減變化的特征系數(shù)稱為鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，它可以作為平均煤層抽放瓦斯難易程度的一個(gè)指標(biāo)，衰減系數(shù)與煤層瓦斯抽放的難易程度見表41。表41 煤層可抽放性分類表瓦斯抽放難易程度煤層百米鉆孔瓦斯涌出量衰減系數(shù)/d1容易抽放＜勉強(qiáng)抽放～難以抽放＞由于受到地應(yīng)力作用，原始煤層瓦斯流量衰減系數(shù)一般都較大，煤層瓦斯難以抽放。當(dāng)保護(hù)層開采以后，被保護(hù)層得到卸壓，煤層獲得一定的膨脹，煤層內(nèi)部的原生裂隙得到一定的擴(kuò)張，透氣性增加，煤層瓦斯活化，最終導(dǎo)致煤層鉆孔瓦斯涌出量衰減系數(shù)降低，將難以抽放煤層轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀壮榉琶簩?。煤層百米鉆孔瓦斯涌出量衰減系數(shù)計(jì)算公式為：式中 百米鉆孔經(jīng)t日排放時(shí)的瓦斯流量，m3/（min100m）；百米鉆孔成孔初始排放時(shí)的瓦斯流量，m3/（min100m）； 鉆孔涌出瓦斯流量衰減系數(shù)，d1； 鉆孔涌出瓦斯經(jīng)歷時(shí)間，d。 鉆屑量指標(biāo)根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》第38條，可以采用鉆屑量指標(biāo)預(yù)測煤層的突出危險(xiǎn)性，突出臨界值見表42原始煤層具有突出危險(xiǎn)性，當(dāng)保護(hù)層開采以后被保護(hù)層得到卸壓，可將突出危險(xiǎn)煤層轉(zhuǎn)化為無突出危險(xiǎn)煤層。在鉆孔施工過程中可以通過測定煤屑的、和值評估煤層的突出危險(xiǎn)性。表42 用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測煤層的突出危險(xiǎn)性臨界值/PamL/（gmin1/2）kg/m危險(xiǎn)性≥200≥≥6有突出危險(xiǎn)﹤200﹤﹤6無突出危險(xiǎn) 采掘驗(yàn)證1）掘進(jìn)巷道驗(yàn)證考察方案當(dāng)根據(jù)煤層實(shí)際的瓦斯抽采率計(jì)算出的殘余瓦斯含量降低到8m3/t以下后，便可以掘進(jìn)采煤巷道，為了安全起見在巷道掘進(jìn)過程中要嚴(yán)格執(zhí)行“四位一體”防突措施，即首先進(jìn)行突出參數(shù)預(yù)測，有突出危險(xiǎn)性時(shí)采取防突措施，待效果檢驗(yàn)證明消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)后再掘進(jìn)巷道?？疾煜锏谰蜻M(jìn)過程中的局部通風(fēng)執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定?？疾靸?nèi)容包括掘進(jìn)速度、風(fēng)量、瓦斯?jié)舛取⑼咚钩榉帕?、掘進(jìn)瓦斯涌出量、相對瓦斯涌出量、突出指標(biāo)、構(gòu)造煤沿巷道掘進(jìn)過程中的變化描述。2）回采工作面驗(yàn)證考察方案回采驗(yàn)證考察指標(biāo)主要包括回采期間工作面日產(chǎn)量、工作面突出預(yù)測指標(biāo)、通風(fēng)量、瓦斯?jié)舛?、瓦斯抽放量、絕對瓦斯涌出量和相對瓦斯涌出量等參數(shù)。突出預(yù)測指標(biāo)考察方法同巷道掘進(jìn)時(shí)的考察方法基本相同，沿工作面傾斜方向布置效果檢驗(yàn)鉆孔，重點(diǎn)考察未充分卸壓區(qū)域的煤體，檢驗(yàn)指標(biāo)包括最大鉆屑量、和值。工作面回采過程中必須采用連續(xù)檢驗(yàn)的方式。當(dāng)效果檢驗(yàn)任何一個(gè)指標(biāo)等于或大于臨界值或遇斷層等地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，必須立即停止生產(chǎn)，制定補(bǔ)充防突措施，經(jīng)檢驗(yàn)措施有效后方可恢復(fù)生產(chǎn)。其它各參數(shù)的統(tǒng)計(jì)比較簡單，統(tǒng)計(jì)方法與目前煤礦的統(tǒng)計(jì)方法相同。 考察方法13煤層現(xiàn)在沒有合適的考察地點(diǎn)，本次只考察6煤層，考察地點(diǎn)為2611工作面機(jī)巷，位置670m，距迎頭40m，標(biāo)高－640m。具體測定步驟為：1）在新鮮暴露煤壁面，垂直煤壁打一個(gè)孔徑42mm、長12m的鉆孔；2）鉆孔成孔后立即用鉆孔流量測定儀測定瓦斯涌出初速度，多測幾次取平均值；3）過一段時(shí)間后再次測定鉆孔瓦斯的平均自然涌出量，與第一次的間隔時(shí)間根據(jù)瓦斯的實(shí)際涌出情況確定；4）將兩次的平均瓦斯涌出量換算成100m鉆孔的瓦斯涌出量帶入公式即可計(jì)算出百米鉆孔涌出瓦斯流量衰減系數(shù)。 鉆屑量指標(biāo)考察方法鉆屑量指標(biāo)考察與鉆孔瓦斯衰減系數(shù)考察采用同一鉆孔，在鉆孔施工的過程中考察鉆屑量指標(biāo)。對2611工作面的考察，鉆孔每向前施工3m取一次煤樣，采用MD2和瓦斯突出參數(shù)儀WTC測定一次鉆屑解吸指標(biāo)或考察工作面傾向方向上不同位置的突出危險(xiǎn)性，共需測定10次?？疾焖璨牧虾驮O(shè)備見表43。表43 所需儀器材料一覽表名稱備注鉆機(jī)煤氣表測定流量MD2型煤鉆屑瓦斯解吸儀測瓦斯突出參數(shù)儀WTC測封孔材料封孔直徑15mm的金屬管測流量 2611被保護(hù)層工作面保護(hù)效果考察 目前正在施工2611工作面的風(fēng)巷和機(jī)巷，工作面還沒有形成。 煤層百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)考察考察地點(diǎn)為2611工作面機(jī)巷，位置670m，距迎頭40m，標(biāo)高－640m。鉆孔施工了12m，封孔2m，鉆孔的有效長度為10m。表44為鉆孔瓦斯流量考察原始值及衰減系數(shù)，圖41為保護(hù)層開采后的鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)曲線。表44 鉆孔瓦斯流量考察及衰減系數(shù)鉆孔瓦斯流量/mL/min備注第一次380鉆孔有效長度為10m。第二次290經(jīng)計(jì)算衰減系數(shù)為：＝圖41 百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)曲線 d1，說明經(jīng)過保護(hù)層的開采后，保護(hù)范圍內(nèi)的煤體得到一定程度的卸壓，透氣性增加，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)降低，便于煤層瓦斯的抽放。由于鉆孔施工的煤體已經(jīng)暴露了一段時(shí)間，釋放了部分瓦斯，因此該次測定的鉆孔瓦斯涌出量較小。 2611巷道掘進(jìn)驗(yàn)證考察 2611工作面正在施工煤層巷道，還沒有進(jìn)行回采，下面根據(jù)2611風(fēng)巷和機(jī)巷的掘進(jìn)情況對保護(hù)效果進(jìn)行驗(yàn)證考察。1）預(yù)測指標(biāo)考察以10月份為例對保護(hù)范圍內(nèi)的突出危險(xiǎn)性進(jìn)行一下分析，表45和表46分別為風(fēng)巷和機(jī)巷掘進(jìn)過程中的預(yù)測指標(biāo)。2611風(fēng)巷處于1811的保護(hù)范圍，2611機(jī)巷處于2813的保護(hù)范圍。風(fēng)巷測定的瓦斯解吸指標(biāo)最大為140Pa，遠(yuǎn)小于臨界指標(biāo)200Pa， kg/m，小于臨界指標(biāo)6 kg/m，10月1～23日風(fēng)巷共掘進(jìn)163m；機(jī)巷測定的瓦斯解吸指標(biāo)最大為150Pa，遠(yuǎn)小于臨界指標(biāo)200Pa， kg/m，大于臨界值，其余測定的鉆屑量指標(biāo)均小于臨界值6kg/m，10月1～23日機(jī)巷共掘進(jìn)244m。從巷道掘進(jìn)期間測定的預(yù)測指標(biāo)來看，除個(gè)別地點(diǎn)由于小構(gòu)造等原因指標(biāo)超標(biāo)外，通過開采保護(hù)層8煤層，可以實(shí)現(xiàn)61煤層的安全高效回采和掘進(jìn)。表45 10月份風(fēng)巷掘進(jìn)預(yù)測指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表日 期施工地點(diǎn)預(yù)測位置/Pa/ kg/m允許進(jìn)尺10月1日2611風(fēng)巷55m1106m10月2日2611風(fēng)巷61m1407m10月3日2611風(fēng)巷68m1107m10月4日2611風(fēng)巷73m1106m10月4日2611風(fēng)巷78m1207m10月5日2611風(fēng)巷85m1207m10月6日2611風(fēng)巷92m1307m10月6日2611風(fēng)巷99m1207m10月7日2611風(fēng)巷106m1207m10月8日2611風(fēng)巷113m1206m10月8日2611風(fēng)巷119m1103m10月9日2611風(fēng)巷122m1006m10月10日2611風(fēng)巷128m1106m10月11日2611風(fēng)巷134m1207m10月14日2611風(fēng)巷141m1204m10月14日2611風(fēng)巷145m1206m10月15日2611風(fēng)巷151m1107m10月16日2611風(fēng)巷157m1107m10月16日2611風(fēng)巷