保护层开采专项设计

区域防突措施

一、区域预测：

根据中国矿业大学开采与安全教育部重点实验室2010年8月编制《贵州省兴义市雄武乡朝阳煤矿18#（M2）、19#（M1）煤层煤与瓦斯突出鉴定报告》在鉴定标高+1650以上无突出危险。但19#（M1）煤层的坚固性系数为0.23，超过了临界值指标，瓦斯放散初速度∆P为31.202,也超过了临界指标.由此预测,我矿19#(M1)煤层在鉴定标高以上虽然不突出,但在其以下水平突出的可能性较大,+1650以上按突出矿井进行管理。

二、区域防突措施

区域防突措施是指在对突出煤层进行采掘作业前，对突出煤层较大范围内采取的防治煤与瓦斯突出措施。朝阳煤矿根据中国矿业大学鉴定M1煤层在+1650以上不具有突危险性；M2煤层在+1710以上不具有煤与瓦斯突出危险性，故我矿开采M3及M2煤层+1710水平以下区域，M1煤层+1650以下区域均属于突出危险性区域，须采取防治煤与瓦斯突出。对于鉴定的非突出煤层须采取本煤层预抽的补充措施，以防止地质构造对瓦斯产生的影响。

区域防突措施有开采保护层和底板瓦斯抽放巷两大类。我矿选用保护层开采作为区域防突措施，同时为了减少防突过程中因煤柱及地质构造对突出煤层形成盲区，在开采保护层同时须对本煤层进行预抽。

一、开采保护层措施

1、保护层的选择原则

①开采煤层群时，如在有效保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出危险煤层，除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全或可能破坏突出煤层开采条件的情况外，首先开采保护层。有条件的矿井，也可以将岩层作为保护层开采；

②当煤层群中有几个煤层都可以作为保护层时，综合比较分析，择优开采保护效果最好的煤层；

③当矿井所有煤层都有突出危险性时，选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行开采，但采掘前必须按规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行效果检验；

④优先选择上保护层。在选择开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。

开采下保护层时，上部被保护层不被破坏的最小层间距应根据矿井开采实测资料确定；如无实测资料时，按下述公式确定：

当α＜60°时，H=K×M×cosα(1)

当α≥60°时，H=K×M×sin(α/2) (2)

式中：H—允许采用的最小层间距，m

K—顶板管理系数，采用冒落法管理顶板，取K=10；采用充填法管理顶板，取K=6；

M—保护层开采的厚度，m;

α—煤层倾角，（°）

缓倾斜煤层和倾斜煤层，保护层和被保护层的最大有效垂距：上保护层＜50m；下保护层＜100m。

2、保护层开采的选择

朝阳煤矿含可采煤层3层，即M3、M2、M1,其中M3发生过突出，不宜作为保护层开采；根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室2010年8月编制的《贵州省兴义市雄武乡朝阳煤矿18#（M2）煤层在鉴定标高+1710以上无突出危险；19#(M1)煤层煤与瓦斯突出鉴定报告》，朝阳煤矿18#(M2)煤层在鉴定标高+1710以上无突出危险；19#（M1）煤层在鉴定标高+1650以上无突出危险。M1煤层作为保护层开采；M2与M3煤层之间的平均煤导间距为15m，根据开采下保护层时，上部被护层不被破坏的最小层间距H＝10×1.12×cos10＝11.03m,所以M2也可作为保护层开采；但综合分析，本设计选择M1煤层作为优先保护层先行开采，煤层开采顺序应为M1→M3→M2。3、保护范围

对停采的保护层采煤工作面，停采时间超过3个月、且卸压比较充分，该采煤工作面的始采线、采止线及所留煤柱对被保护层沿走向和倾向的保护范围可参照图1和图2 划定。保护层开采后，应将被保护层的准备巷道布置在图1和图2区域的被保护范围内。

被保护范围的划定方法及有关参数，应根据对矿井实际考察的结果确定。

正在开采的保护层采煤工作面，根据《防突规定》必须超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层之间法线距离的3倍，并不得小于100m。

开采保护层时，应同时抽采被保护层的卸压瓦斯。

开采近距离保护层时，必须采取措施严防被保层初期卸压的瓦斯突然涌入保护层采掘工作面和误穿突出煤层了。朝阳煤矿M1煤层与被保护层M3之间距为58m,相对层间距为51m。

矿井开采保护层时，必须对保护层的保护效果及范围进行实际考察，并不断积累经验、不断改进。

开采保护层时，采空区内一般不得留有煤（岩）柱；特殊情况需留煤岩柱时，应经矿长批准，由矿总工程师组织实施，并将煤（岩）柱的尺寸准确地标在采掘工程平面图上。每个被保护的瓦斯地质图上，应标出煤（岩）柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作时，必须采取防治突出措施，并按如下表填写煤柱记录表

保护层采空区中遗留煤柱记录表

4、保护效果预测

根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018-2006）附录D，邻近层受采动影响的瓦斯排放率与层间距的关系曲线见图3。

1—上邻近层；2---缓倾斜煤层下邻近层；3---倾斜、急倾斜煤层下邻近层

h i－第i邻近层与开采层垂直距离，m；k i－第i邻近层瓦斯排放率，％；

图3 邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线图

根据生产地质报告，矿区范围内为一单斜构造，地层走向北东，倾向南东，倾角为14°左右，煤层层间距情况见表1-1-2。从图2-3-3曲线1可看出：保护层M1煤层开采后，被保护层M2和M3煤层的瓦斯排放率可以分别达到50%和40%左右，可以取得较好的保护效果。

`

1-M 1煤层的开采范围；2－M1煤层开采后，M2煤层的影响范围；3－M1煤导开采后，M3煤层的影响范围； 4－始采线、终采线（单位：m）

图1 保护层工作面始采线、采止线和煤柱走向影响范围

M3

M2

M1

3

工作面走向长度

1-M 1煤层的开采范围；2－M1煤层开采后，M2煤层的影响范围；3－M1煤导开采后，M3煤层的影响范围； 4－始采线、终采线（单位：m）

图2 开采M1煤层后，M2、M3煤层倾向影响范围示意图

M 1