沿溝煤礦開采保護(hù)層區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)

沿溝"開采保護(hù)層區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)YuKuanguang;LiaoYingrun;ChenXiaoyang【摘要】七煤31704工作面作為保護(hù)層開采，制定切實(shí)可行的瓦斯綜合治理方案，通過鄰近層仰角卸壓孔的抽采，水平攔截孔抽放，有效解決瓦斯超限問題，以殘余瓦斯含量7m3/t為臨界值對被保護(hù)層工作面的保護(hù)效果進(jìn)行區(qū)域性檢驗(yàn).【期刊名稱】《江西煤炭科技》【年(卷)，期】2019(000)001【總頁數(shù)】4頁(P1-3,7)【關(guān)鍵詞】開采保護(hù)層;保護(hù)范圍;效果檢驗(yàn);鄰近層卸壓抽采【作者】YuKuanguang;LiaoYingrun;ChenXiaoyang【作者單位】【正文語種】中文【中圖分類】TD713《煤礦安全規(guī)程》第204條及《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第47條要求：〃具備開采保護(hù)層條件的突出危險(xiǎn)區(qū)，必須開采保護(hù)層”。突出礦井在開采煤層群條件下，首先開采沒有突出危險(xiǎn)或突出危險(xiǎn)性較小的煤層作為保護(hù)層，保護(hù)層先采以后，在其上、下的煤層發(fā)生變形、位移、卸壓(地應(yīng)力減小)、透氣性增大、瓦斯得到排放、瓦斯壓力與瓦斯含量下降，煤體變硬等，可使鄰近的突出煤層消除突出危險(xiǎn)。隨著礦井開采深度的增大，煤與瓦斯突出的次數(shù)增多，強(qiáng)度增大。為了有效地防治煤與瓦斯突出災(zāi)害，樂礦能源集團(tuán)采取了開采保護(hù)層、預(yù)抽煤層瓦斯、掘進(jìn)工作面超前排放鉆孔等綜合防治煤與瓦斯突出措施，逐步建立完善了煤與瓦斯突出防治技術(shù)管理體系，取得了較好的安全、經(jīng)濟(jì)和社會效益。為了確定保護(hù)層開采的效果，并進(jìn)一步劃定保護(hù)范圍，鞏固提高、深化區(qū)域防治瓦斯措施，強(qiáng)化管理，抓住關(guān)鍵，以便更有效地指導(dǎo)礦井安全生產(chǎn)服務(wù)，提高經(jīng)濟(jì)效益，對樂平礦務(wù)局北部礦區(qū)沿溝煤礦31采區(qū)31704工作面開采七煤后對八煤的保護(hù)效果進(jìn)行檢驗(yàn)。1沿溝31704采面概況31704工作面西起五線以西34m的31-340石門，東至三線以西7m。開采標(biāo)高：下至31704工作面機(jī)巷標(biāo)高-410m，上至風(fēng)巷標(biāo)高-340m。工作面走向408m，傾斜長81m，開采面積33048m2。開采七煤層，七煤層厚度約1.5~3m，平均厚度約2m，下覆五煤層間距為32m，上距八煤45m。工作面東部為30采區(qū)，距30石門走向距離為224m,30采區(qū)-340m~-410m標(biāo)高有30704采面正在回采中。西鄰25采區(qū)，尚未準(zhǔn)備；上部為31702采面，回采結(jié)束，開采標(biāo)高為-270m~-340m;工作面上覆八煤層未開采，下覆五煤31514采面于2013年回采結(jié)束，31504采面回采結(jié)束；本工作面在-340m及-410m標(biāo)高分別施工了七煤頂板巷，-340m標(biāo)高距七煤頂板巷距離13m，頂板巷長度490m,-410標(biāo)高距七煤頂板巷距離8m，頂板巷長度為450m。邊界施工了上山與-340七煤頂板巷10#石門以東5m處貫通，31-330八煤頂板巷已完工。工作面內(nèi)煤層產(chǎn)狀及煤層厚度變化較大。七煤層在七線附近煤層較厚，平均7.25m，且走向上比較穩(wěn)定，煤質(zhì)較好，回采過程中未見大型構(gòu)構(gòu)造，只在31702采面尾架23m處遇見1條斷距2~5m小型斷裂構(gòu)造，對31704工作面整體布置回采無影響，31704工作面已于2018年4月結(jié)束。2七煤、八煤瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)及突出臨界值根據(jù)《關(guān)于下發(fā)沿溝煤礦煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)的通知》(樂礦通字〔2017〕11號)，七煤、八煤瓦斯基本參數(shù)及預(yù)測臨界值見表1。表1七、八煤層瓦斯基本參數(shù)及預(yù)測臨界值煤層fAp吸附常數(shù)絕對瓦斯壓力/MPa瓦斯含＞/m3/t煤層透氣性系數(shù)/(m2/MPa2?d)Ah2臨界值/Paa/(m3/tr)b/MPa-1八煤14.1330.9310.9650.7526.90.0130200七煤0.5621.538.5880.6931.015.970.04162203瓦斯抽采鉆孔布置及抽采效果3.1瓦斯抽采鉆孔布置31-410七煤頂板巷卸壓孔布置利用基礎(chǔ)巷道31-410七煤頂板巷布置高位攔截孔，在31-410七煤頂板巷每10m布置一個(gè)鉆場，根據(jù)工作面推進(jìn)與八煤走向卸壓線布置高位攔截孔，鉆孔終孔間距為5m，共計(jì)布置29組，鉆孔終孔位置布置在八煤卸壓范圍內(nèi)。巷道抽采根據(jù)生產(chǎn)方案布置，31704采面在推進(jìn)過程中由于七煤與31-340七煤頂板巷距離較近，在采煤過程中對31-340七煤頂板巷有影響，抽采隊(duì)在31-340七煤頂板巷內(nèi)安裝一趟抽采管路，通風(fēng)部門在31-340七煤頂板通風(fēng)上山口構(gòu)筑永久密閉，進(jìn)行巷道式抽放。水平攔截孔在31704工作面上部，-330標(biāo)高位置布置一條向東31-330八煤頂板巷，利用31-330八煤頂板巷布置八煤卸壓鉆孔，鉆孔終孔間距為5m，共布置15個(gè)鉆場，每個(gè)鉆場5組鉆孔，鉆孔終孔位置布置在八煤底板處，見圖1。圖1八煤布置卸壓鉆孔抽采改進(jìn)封孔工藝，采用先進(jìn)的聚胺脂、木塞等材料封孔。鉆孔施工完畢后，開始進(jìn)行封孔，封孔長度8m。采用手工封孔，封孔材料用聚胺脂、編制袋等材料，在插入抽采管前，抽采管必須每0.5m進(jìn)行鋸口子護(hù)口，先把已經(jīng)攪拌好的聚胺脂合成物倒在綁好的編制袋里面再與抽采管同時(shí)插入孔內(nèi)，然后立即用木塞和黃泥把孔口堵嚴(yán)實(shí)，以免流出，等聚胺脂完全發(fā)酵，最后與支管路連接好。3.3抽采后31704采面瓦斯情況采用高負(fù)壓抽放系統(tǒng)抽放，抽采泵型號為2BEC-50水環(huán)真空泵，在31-330石門安裝一套瓦斯管道監(jiān)控系統(tǒng)，并安設(shè)人工測點(diǎn)。31-410七煤頂板巷卸壓孔抽采：鉆場瓦斯?jié)舛?0%~25%，流量12m3/min;31-330八煤頂板巷：鉆場瓦斯?jié)舛?5%~65%，流量20m3/min。31-340七煤頂板巷抽采：鉆場瓦斯?jié)舛?0%~15%，流量10m3/min。31704采面瓦斯情況：通過瓦斯上述瓦斯治理，31704工作面風(fēng)量272m3/min,回風(fēng)隅角瓦斯0.6%，工作面瓦斯?jié)舛仍?.3%~0.5%，回風(fēng)瓦斯?jié)舛?.5%，絕對瓦斯涌出量1.38m3/min。4被保護(hù)層八煤卸壓范圍確定開采保護(hù)層后，在地層中形成一定的采空區(qū)，周圍的巖層和煤層便向已形成的采空區(qū)移動和變形，從而引起地層應(yīng)力重新分布，并在采空區(qū)上方形成自然冒落拱，保護(hù)層對其周圍的巖層及煤層產(chǎn)生采動影響，并且在其中的一定的地帶出現(xiàn)保護(hù)作用，在該地帶中突出煤層的應(yīng)力變形狀態(tài)和瓦斯動力參數(shù)均發(fā)生重大變化，由此而喪失了突出危險(xiǎn)性，對于這樣的地帶我們稱之為保護(hù)帶。根據(jù)該礦所提供《31704采面地質(zhì)說明書》及《31704工作面區(qū)域綜合防突措施》，結(jié)合31704工作面實(shí)際開采情況，按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》相關(guān)要求，對八煤層所處煤層塊段被保護(hù)的卸壓范圍分析如下：1） 八煤層沿傾斜方向卸壓范圍根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》附錄表D.1，該煤層傾角為65°，查得保護(hù)層的卸壓角為83=80°、84=70°,作七煤層沿傾斜方向的保護(hù)范圍（見圖2）,得知：該煤層沿傾斜方向卸壓范圍為：31采區(qū)西翼-298.3m~-365.1m以上標(biāo)高。圖231704工作面沿傾向保護(hù)范圍2） 八煤層沿走向方向的卸壓范圍根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》附錄表D.2，若保護(hù)層采煤工作面停采時(shí)間超過3個(gè)月、且卸壓比較充分，則該保護(hù)層采煤工作面對被保護(hù)層沿走向的保護(hù)范圍對應(yīng)于始采線、采止線及所留煤柱邊緣位置的邊界線可按卸壓角85=56。~60。劃定。根據(jù)該礦提供資料顯示：以31-340石門為基準(zhǔn)，卸壓角按85=60°劃定，作八1煤層沿走向方向的卸壓范圍，具體卸壓范圍（見圖3）。標(biāo)高-298.3m,0~56m未卸壓，56~444m已卸壓，卸壓長度388m。圖331704工作面沿走向保護(hù)范圍標(biāo)高-317.7m,0~56m未卸壓，56~442m已卸壓，卸壓長度386m。標(biāo)高-365.1m,0~150m未卸壓，150~430m已卸壓，卸壓長度280m。5開采保護(hù)層區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)1）檢驗(yàn)方法根據(jù)該礦提供的《31704工作面作業(yè)規(guī)程》反映采始線與停采線，31704工作面對八煤已卸壓區(qū)進(jìn)行效果檢驗(yàn)。本次只對31采區(qū)東翼八煤層沿傾斜方向-298.3m~-36.1m標(biāo)高和沿走向卸壓范圍內(nèi)，進(jìn)行保護(hù)效果及范圍效果檢驗(yàn)。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第51條，采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量檢驗(yàn)開采保護(hù)層及區(qū)域預(yù)抽措施效果，根據(jù)實(shí)測的最大殘余瓦斯壓力或最大殘余瓦斯含量按本規(guī)定第43條第3項(xiàng)的方法對預(yù)計(jì)被保護(hù)區(qū)域的保護(hù)效果進(jìn)行判斷（見表表2根據(jù)煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進(jìn)行區(qū)域預(yù)測的臨界值瓦斯壓力P/MPa瓦斯含量W/（m3/t）區(qū)域類別Pv0.7W<7無突出危險(xiǎn)區(qū)其他情況突出危險(xiǎn)區(qū)結(jié)合該采區(qū)巷道情況，本次效果檢驗(yàn)布置7個(gè)檢驗(yàn)測試點(diǎn)（見圖3）,測定煤層殘余瓦斯含量結(jié)果：1#孔為5.52m3/t、2#孔為5.12m3/t、3#孔為5.75m3/t、4#孔為5.46m3/t、5#孔為5.83m3/t、6#孔為5.8m3/t、7#孔為5.87m3/t,均小于7m3/t。根據(jù)沿溝煤礦在31704工作面對八煤所卸壓區(qū)域所取7個(gè)煤樣，取樣結(jié)果均小于《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第43條第3項(xiàng)。圖4效果檢驗(yàn)鉆布置2）效果分析經(jīng)過效果檢驗(yàn)結(jié)果分析得知，保護(hù)范圍內(nèi)保護(hù)效果較好，瓦斯含量都低于7m3/t以下。基本消除了礦井在劃定的保護(hù)范圍內(nèi)進(jìn)行采掘作業(yè)過程中的瓦斯超限問題，并直接提高了采掘工作面的工程進(jìn)度與產(chǎn)量，同時(shí)，