【正文】
the roof and floor move and bee deformed within certain limits, ground stress is reduced, coal seams expand and the coal seam permeability coefficient increases in outburst coal seams. After mining of the Bllcoal seam, the maximum relative pression deformation of the C13 coal seam was % and the maximum relative expansion deformation %. The permeability coefficient increased almost 2880 times and favourable conditions for drainage of pressure relief gas were obtained in the protected coal seam C13.2) The most effective gas drainage method is the use of upper RC net penetration boreholes in the floor roadway. For an optimum pressure relief level, the space between holes should be 40 m in the pressure relief area and 10m in the non pressure relief area.3) After gas draining of the C13 coal seam,the amount of gas in the C13 coal seam effectively decreased,from , the danger of outbursts had been pletely eliminated in the protected layer and safe and highly efficient mining conditions had been achieved.AcknowledgementsThe authors are grateful to the National Basic Research Program of China, and the National Natural Science Foundation of China for their support Science Foundation of China for their support.[1] Cheng Y P, Yu Q X. Developmet of regional gas control technology for Chinese coalmines. Journal of Mining and Safety Engineering, 2007, 24(4): 383390. (In Chinese).[2] Cheng Y P, Yu Q X. Application of safe and highefficient exploitation system of coal and gas in coal of China University of Mining amp。 Technology, 2008, 37(2):236240. (In Chinese).[4] Cheng Y P, Yu Q X, Yuan L, Li P, Liu Y Q, Tong Y research of safe and highefficient exploitation of coal and pressure relief gas in long of China University of Mining amp。 Environmental Protection, 2007, 34(6): 4547. (In Chinese).[8] Wang L, Cheng Y P, Li F R, Wang H F, Liu H B. Fracture evolution and pressure relief gas drainage from distant protected coal seams under an extremely thick key stratum. Journal of China University of Mining amp。為了能夠有效地釋放瓦斯壓力,消除瓦斯突出的風(fēng)險(xiǎn),我們使用一個(gè)特定數(shù)量的滲透鉆孔抽瓦斯。潘一礦實(shí)踐表明,作為保護(hù)層開采的C1l煤層,%!滲透系數(shù)增加了2880倍,C13煤層瓦斯抽放率增加到60%以上,這使得在煤礦中造成突出的危險(xiǎn)消除。關(guān)鍵詞:保護(hù)層 技術(shù)原理 引流減壓瓦斯 工程應(yīng)用1引言 隨著開采深度的增加,瓦斯的含量量和壓力增加,瓦斯災(zāi)難變得更加嚴(yán)重些,一些淺和不爆發(fā)的煤層也逐漸變成突出煤層。相比之下,在美國(guó)、澳洲、俄羅斯、和其他國(guó)家煤和瓦斯爆炸已經(jīng)不再出現(xiàn)了。通常,煤層的低滲透系數(shù)低,例如,平均來說,~1m2/(),它目前最大的困難在提前排出瓦斯控制在煤層中發(fā)生瓦斯突出。2 測(cè)試區(qū)概況潘一煤礦是一個(gè)有3Mt生產(chǎn)能力的的大型煤礦。大量的突出事故發(fā)生在開采中,包括一個(gè)重大瓦斯爆炸事故,所以在開采這個(gè)煤層之前,控制瓦斯含量非常重要。我們計(jì)劃結(jié)合開采工作面東1礦區(qū)21511和在東2礦區(qū)23521?!?3176。/t,它是非突出煤層,由于煤層穩(wěn)定且其地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,采用綜采日產(chǎn)量2000t。相應(yīng)測(cè)試開采層的保護(hù)護(hù)層由東1礦區(qū)的21213工作面和東2礦區(qū)(21213工作面/23223工作面的總和)構(gòu)成,開采煤層是深度從160m到1600m包含兩層煤?!?176。/ t,~l㎡/(MPa178。通過釋放瓦斯壓力,在C13煤層突出的危險(xiǎn)可以被消除并且瓦斯的數(shù)量可以有效地減少,采用綜采日產(chǎn)量5000t。當(dāng)我們?cè)谝装l(fā)生瓦斯爆炸的煤礦開采時(shí),我們首先把不發(fā)生突出或著低煤層突出危險(xiǎn)的煤層作為保護(hù)層,那些突出煤層的地方被稱為被保護(hù)層。易碎層重新分配,地面壓力減小,煤層擴(kuò)大,煤層透氣性系數(shù)增加,從而使在保護(hù)層排泄條件有利于緩解瓦斯壓力。當(dāng)然,.,氣體量減少到低于6m179。最終,突出的危險(xiǎn)完全被排除在被保護(hù)層,安全高效率的開采條件得以實(shí)現(xiàn)。保護(hù)層開采的是23521工作面和21213/23223工作面間距有70m,這是低于保護(hù)層開采的距離。地面打鉆是不可靠的,我們經(jīng)常使用的穿層鉆孔,穿層鉆孔的設(shè)計(jì)包括巖層大巷的建設(shè),鉆場(chǎng)和穿層鉆孔。基于煤層條件和具體的地質(zhì)條件,巷道在C13煤層以下10~20米較好的巖層里布置或在C13煤層以上46~56米較好的巖層。另一方面,這個(gè)位置并不影響B(tài)11煤層的開采保證正常的瓦斯抽放的。在23223工作面,51鉆場(chǎng)已經(jīng)建成,遠(yuǎn)離C13煤層巷道禁止線,在減壓區(qū),每一個(gè)區(qū)段的設(shè)置是40m。根據(jù)減壓角度、非減壓區(qū)目前在被保護(hù)層,每10m一個(gè)段,因此在受保護(hù)的層非減壓區(qū)面23223上只需要三個(gè),在面21213需要九個(gè),鉆場(chǎng)領(lǐng)域是垂直巷道。每個(gè)鉆鉆場(chǎng)沿著減壓區(qū)的方向打4個(gè)鉆,每個(gè)鉆的間距是40m,它被安置在煤層厚表層的中間。它的設(shè)計(jì)是顯示在圖1,排水洞的總長(zhǎng)度是8879 m,其中一個(gè)鉆的長(zhǎng)度1460m是通過C13煤層。圖1鉆場(chǎng)和泄壓面積5泄壓水平 保護(hù)層被開采后,被保護(hù)層層移動(dòng)和變形,從而導(dǎo)致地應(yīng)力降低,透氣性系數(shù)增加和使煤層泄壓。在該領(lǐng)域,地應(yīng)力的變化,可以明顯地反映泄壓水平,但壓力是難以衡量的,所以我們采用了變形煤和煤層透氣性系數(shù)的程度。開始,我們?cè)贑13煤層頂板和地板鉆一個(gè)鉆孔來看是否變形,然后安裝測(cè)試點(diǎn)由兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的相對(duì)位移。圖2保護(hù)層的變化曲線 ()。利用殘余瓦斯量及鉆孔瓦斯涌入,()增加了近2880倍,這表明現(xiàn)在C13煤層中的氣體達(dá)到了很容易抽放的條件 。圖3顯示在淮南煤礦瓦斯抽放與時(shí)間量的變化。瓦斯抽放2080天之間的時(shí)期是活躍的時(shí)期,壓力活動(dòng)和滲透率達(dá)到了最大。根據(jù)這項(xiàng)研究,一個(gè)非常有效的抽放期為2個(gè)月,受影響地區(qū)的長(zhǎng)度為160米和積極的排瓦斯孔的數(shù)量16,從一個(gè)單一的孔排出的瓦斯含量,風(fēng)量大約1m3/min。圖3瓦斯抽放與時(shí)間的關(guān)系2)瓦斯抽放總量和殘余瓦斯含量瓦斯抽放總量,包括從滲透鉆孔排出的量和排放在回風(fēng)巷道的瓦斯。當(dāng)離工作面100米的距離煤層瓦斯測(cè)量孔顯示。當(dāng)保護(hù)工作面超前過去400米的壓力孔測(cè)量,保持穩(wěn)定,這表明。瓦斯含量和瓦斯壓力均低于臨界值,臨界值瓦斯含量8m3/,這一切都表明有瓦斯突出C13煤層變成了低瓦斯煤層,C13變成了低的非突出煤層使C13煤層成為一個(gè)安全的煤層,煤層開采條件變的相當(dāng)好。B11煤層開采后,%%最大相對(duì)膨脹變形。最有效的瓦斯抽放方法是使用上的鋼筋混凝土巷道穿層鉆孔。在C13煤層瓦斯排除后,C13煤層的瓦斯量有效降低,%以上。致謝感謝國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)重新搜索中國(guó)計(jì)劃,和中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)的支持。2程遠(yuǎn)平 俞啟香 煤層群煤與瓦斯安全高效共采體系及應(yīng)用 《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》 2003年第05期。4程遠(yuǎn)平 俞啟香 袁亮 李平 劉永 煤與遠(yuǎn)程卸壓瓦斯安全高效共采試驗(yàn)研究 《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》 2004第2期 第33卷。 6俞啟香 礦井瓦斯防治 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社1992。8程遠(yuǎn)平 遠(yuǎn)距離和薄煤層(保護(hù)層)開采的卸壓作用與瓦斯強(qiáng)化抽采技術(shù) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2008,18(2):182—186。21