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开采保护层防治突出措施1)保护层的确定(1)保护层的性质开采保护层是防治煤与瓦斯突出最简单、最有效、最可靠的区域性防突措施。
开采保护层后，保护层上下围岩向采空区移动，采空区上方岩体冒落并形成自然冒落拱，下方岩体向采空区膨胀并形成裂隙，被保护层中弹性潜能得以释放，岩石和被保护层的地应力降低;同时被保护层透气性系数大大增加，有利于抽采瓦斯，降低煤层瓦斯压力;此外还能改变被保护层的物理力学性质，增强煤体抗破坏能力，从而达到防止煤与瓦斯突出的目。
(2)保护层的选择根据《煤矿安全规程》第一百九十二、一百九十三、一百九十四条之规定，对于有突出危险煤层，应采取开采保护层或预抽煤层瓦斯等区域性防治突出措施;在突出矿井开采煤层群时，应优先选择开采保护层防治突出措施;选择保护层应遵循下列原则：一是优先选择无突出危险煤层作为保护层、矿井所有煤层都有突出危险时应选择危险程度较小的煤层作保护层，二是应优先选择上保护层、选择下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。
根据《盘县毛寨煤矿2#、6#煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，2#、6#煤层为突出煤层。
因此，本设计根据该矿井煤层赋存条件及确定的煤层开采顺序(即首先开采2煤层，再开采6煤层)，将首先开采的2煤层作为6煤层的保护层。
本矿井开中厚煤层，其中2煤层平均厚度1.68m，6煤层平均厚度1.6m,,平均层间距27m，符合开采中距离上保护层的条件。
2)保护层作用有效范围的圈定。
(1)保护层与被保护层之间的有效垂距根据《防治煤与瓦斯突出规定》第46条，保护层的开采厚度等于或小于0.5m、上保护层与突出煤层间距大于50m 或下保护层与突出煤层间距大于80 时，都必须对保护层的保护效果进行检验。
检验应在被保护层中掘进巷道时进行，检验方法按照《规定》第53条规定的方法进行。
如果各项测定指标都降到该煤层突出危险临界值以下，则认为保护层开采有效;反之，认为无效。
2#煤层与6#煤层层间距在27m左右，保护层与被保护层之间的垂距在有效垂距范围内。
防止煤与瓦斯突出的局部措施一、对局部防突措施的再认识防止突出措施一般分为两类：区域性防突措施和局部防突措施。
区域性防突措施的目的是消除煤层某一较大区域（如一个采空区）的突出危险性，其优点是在突出煤层开采前，预先采取防突措施。
该措施施工与突出危险区的采掘作业互不干扰，且防突效果优于局部措施，应优先选用。
局部防突措施的作用在于使工作面前方小范围煤体失去突出危险性，仅在预测有突出危险的采掘工作面应用，属于这类措施的局部预抽瓦斯、超前卸压排放瓦斯钻孔等。
实际上，局部防突措施对于每个突出矿井而言都是不可少的。
如对于主要运输巷布置在底板岩石中的矿井，为了开采上保护层，石门揭穿突出危险煤层就要用局部防突措施；又如采用顺层长钻孔大面积预抽煤层瓦斯措施，也必须采取局部防突措施掘进运输巷及回风巷。
同时，在采煤工作面遇见区域性措施效果不好的区域，也可作为补救措施。
二、普遍采用的局部措施（一）局部预抽瓦斯1.石门揭开在透气性较小的突出危险煤层、短时间内要求揭开（穿）的煤层以及有抽放系统的突出矿井，应优先采用预先抽放瓦斯防止突出措施。
此措施与排放钻孔措施的区别在于：后者是采用自然排放瓦斯，而前者是借助于机械真空泵（或矿井的抽放系统）所造成的负压抽取煤层中的瓦斯，这样一来就加快了煤层排放瓦斯的速度，并增加了钻孔有效影响半径。
石门揭开（穿）突出危险煤层采用预先抽放瓦斯防治突出措施应遵守下列要求：（1）煤层透气性较差，矿井有抽放设备或系统，并有足够的抽放时间（一般不应小于3个月）。
（2）抽放钻孔底应布置到石门轮廓线外3～5m的煤层内。
（3）抽放钻孔优先用孔径75～100mm。
（4）抽放有效影响半径一般采用1～1.5m。
（5）石门揭开（穿）突出煤层前必须用工作面预测方法，对措施效果进行检验，或用预抽率判断煤层预抽效果。
只有措施效果检验有效后，方能揭开突出煤层。
中梁山北矿采用该法安全解开84次突出危险层，未发生突出。
此外在天府局三汇二矿、三汇三矿、淮北芦陵矿、淮南谢一矿、窑街海石湾矿采用该措施均取得较好的结果。
2024年突出矿井深水平防突技术1概况谢一矿于1949年建井，1952年投产，初期设计生产能力为30万t/a，经过几次改扩建，现生产能力为200万t/a。
矿井为斜井联络石门开拓布置方式，走向长壁采煤，可采煤层13层，煤层平均倾角23°，走向长度约3100m。
矿井共分5个水平和8个采区。
矿井生产水平为-720m，开拓准备水平为-780m。
随着矿井开采水平的不断延深，瓦斯涌出量逐年增加，突出危险性也越来越大，xx年矿井绝对瓦斯涌出量达80m3/min，属于“高突”矿井，其中B4、B9、B11b、C13为突出煤层；但突出危险性不仅存在于突出煤层，非突出煤层也存在突出危险，例如-780mB6、-780mB8、-720mC15、等，表现为低K1值（0.08～0.3mL/g·min1/2、高钻屑量（7～10kg/m）。
2问题的提出-780m中央石门是开拓准备新水平的关键巷道，计划于xx年一季度揭开B11a、B11b煤层，但在施工抽放钻孔过程中，遇到钻孔见煤就发生喷孔现象，单孔喷出的煤量在2t左右，瓦斯量在20～30m3/min，安全威胁大，钻孔被迫停止痛施工。
5121B9b工作面是计划xx年10月份投产的开采保护层工作面，风巷标高-780m，风巷标高-720m，机巷和风巷各安排一个掘进队进行施工，施工过程中严格执行“四位一体”综合防突措施。
今年9月中旬，在二期机巷施工到150m时，发生工作面排放钻孔喷孔现象，造成工作面瓦斯瞬间达到4%，回风瓦斯浓主度也在1%左右。
采取打钻卸压措施，但钻孔施工到6m深时随即就发生喷孔，瓦斯量在6～10m3,工作面和回风瓦斯均超限；在被迫停了两个班以后，再次施工钻孔时又发生喷孔，前后共发生了4次。
为安全起见，决定停头封闭，采取其它安全技术措施。
3防突技术煤与瓦斯突出是在应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤和瓦斯由煤体内突然喷出到采掘空间。
要防止煤与瓦斯突出，必须要采取有效措施来降低煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力，减少瓦斯涌出量，为此我们采取了多种方法来降低煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力，减少煤层瓦斯涌出量，以确保掘进工作面安全施工。
防治煤与瓦斯突出治理探讨摘要：随着开采深度的增加，煤与瓦斯突出事故也越加频繁，降低矿井煤与瓦斯突出事故，必须先从区域再到局部的分步实施，从程序上或时空上制订实施综合防突措施。
采取切实可行的区域综合防突措施和局部综合防突措施，是消除突出的唯一手段。
关键词：瓦斯突出治理我国煤矿企业随着开采深度的增加，煤与瓦斯突出事故也越加频繁，降低矿井煤与瓦斯突出事故，必须先从区域再到局部的分步实施，从程序上或时空上制订实施综合防突措施。
矿井煤层的赋存条件不同，决定了煤与瓦斯突出的条件不同；从突出发生的人为因素而论，由于矿井开采方法、采掘工艺、开采范围开采深度、抗灾能力的不同，同样会在一定程度上影响突出发生的条件和矿井抵抗突出灾害的能力，采取切实可行的区域综合防突措施和局部综合防突措施，是消除突出的唯一手段。
1 区域煤与瓦斯突出治理在以往的防突工作中，很多矿井主要依靠和实施局部防突措施。
随着矿井深度的增加、瓦斯含量递增，煤矿的突出灾害越来越严重、以至于在工作面打钻孔这样的对媒体轻微的扰动往往就能诱发突出。
因此仅靠局部防突措施不能满足当前日趋严重的防突需要，而区域防突措施则能更大范围的降低或消除突出危险，使采掘作业人员和实施局部防突措施的作业人员能够远离严重突出煤层，保障作业人员安全。
区域防突措施主要有开采保护层和预抽煤层瓦斯2类。
开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。
对不具备开采保护层条件的矿井，实施预抽煤层瓦斯采用的方式，以穿层钻孔或顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等区域防突措施1.1 穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯的区域防突措施根据实际条件以及二1煤顶底板岩性综合考虑，在二1煤下方，沿一9底板先开岩巷作为对二1煤进行瓦斯抽放的预抽巷，底板巷断面面积为2×2.4m。
以5m×5m(倾斜×走向)的规格布置条带式网格穿层预抽钻孔，钻孔直径为75～89mm，在预定的控制范围内不留空白带。
煤矿瓦斯突出矿井安全探讨摘要：我国的煤矿资源相当丰富，但开采条件比较复杂，存在着很多严重的自然灾害，在煤炭矿井中，高瓦斯或瓦斯突出的矿井高达47%。
近年来，国家、地方政府对矿井安全工作高度重视，尤其是矿井防突工作更是安全管理的重点。
本文对瓦斯突出的含义入手，对瓦斯突出的原理与机制以及瓦斯突出的防治方面做了探讨。
关键词：煤矿瓦斯突出安全管理1 瓦斯突出的含义瓦斯突出是一个灾害的专业术语，指随着煤矿开采深度以及瓦斯含量的增加，在煤层中形成了在地应力作用下，瓦斯释放的引力作用下，使软弱煤层突破抵抗线，瞬间释放大量瓦斯和煤而造成的一种地质灾害。
瓦斯突出是一种复杂的动力现象，也是矿井“一通三防”的重大灾害中的一种，瓦斯突出往往会给矿井带来严重的破坏。
截至目前，人们对瓦斯突出的原理、机制以及规律仍未完全掌握，煤与瓦斯突出仍然是制约目前煤炭工业发展的一个世界性难题。
2 瓦斯突出的原理与机制目前对瓦斯突出的原理与机制的认识，绝大多数人都认为是瓦斯压力、地应力、煤的物理学性质以及规程措施的编审、执行等多种原因的综合作用的结果。
就我国目前的装备水平、科技技术以及经济实力而言，把地应力充分卸掉，改变煤的物理学性质是比较困难的，但是规程措施和瓦斯力是可以控制的，故对瓦斯突出原理与机制应当统一三点认识：2.1 左右瓦斯突出的主导因素是瓦斯压力。
通过对实际生产和事故统计的调查分析，低瓦斯矿井发生瓦斯爆炸和瓦斯燃烧的事故时有发生，但突出事故确是较少发生，所以瓦斯突出的主导影响是瓦斯压力。
另外，地应力、地质构造段以及煤的物理学性质都会不断发生变化，增大了瓦斯突出的危险性，相当于起到“火上浇油”的作用，需要严加防范。
2.2 瓦斯突出的根本原因是未卸掉瓦斯压力以及未落实规程措施。
尽管各个矿区的煤与瓦斯的自然条件存在着差异，导致瓦斯突出的机制与原理千差万别，但集中起来都是防突设计或防突相关参数不合理的选择，导致在技术防突设计不能有效地指导防突工作，或是良好的防突设计没有得到贯彻落实，没有卸掉瓦斯力，从而引发突出事故。
开采保护层区域防突方案分析
武少鹏
【期刊名称】《煤》
【年(卷),期】2024(33)4
【摘要】随着矿井开采深度的增加,地质条件趋于复杂,矿井发生煤与瓦斯动力现象的概率越来越大。
为保证矿井的安全高效生产,防突措施所需的巷道及钻孔工程量大,同时巷道掘进速度低,影响矿井正常生产。
为此,阜生矿结合矿井地质条件,对区域防突措施进行优化,采用开采保护层作为防治煤与瓦斯突出的手段。
通过综合比较,选用15号煤层以下约17 m的铝土泥岩作为下保护层开采,不仅可以有效改善区域防突效果,还可以开采铝土矿等资源,具有较好的经济效益。
【总页数】3页(P84-86)
【作者】武少鹏
【作者单位】潞安化工集团安全管理部
【正文语种】中文
【中图分类】TD713
【相关文献】
1.近距离保护层开采对被保护层防突效果分析
2.上保护层开采区域防突措施效果考察分析
3.高瓦斯突出煤层开采保护层与区域预抽防突效果分析
4.高瓦斯突出煤层开采保护层与区域预抽防突效果分析
5.保护层开采区域防突方案设计
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煤矿上保护层开采防突与关键技术探讨
摘要随着经济不断發展，我国不断加大煤矿开采力度，煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全最严重的问题之一。
由于它能在一瞬间向采掘工作面空间喷出大量的煤和瓦斯流，不仅会造成井巷设施和矿井通风系统的严重破坏，而且还会使井巷充满瓦斯和煤岩抛出物，造成工作人员窒息、煤流埋人，甚至引起瓦斯爆炸与火灾事故等。
鉴于此情况，本文针对煤矿上保护层开采防突与关键技术进行相关探讨。
关键词煤矿；保护层开采；防突
前言
随着近年来我国迅猛增长的煤炭产量，煤炭资源开采过程中的安全生产问题也被人们热切关注。
瓦斯爆炸、透水、顶板冒落等生产事故的发生凸显出资源高效开采与安全生产之间的矛盾。
矿井开采保护层防突技术为高瓦斯煤层开采提供了借鉴，通过开采保护层解放被保护层，使得被保护层煤层内的瓦斯有效得到释放，降低了被保护层瓦斯突出性危险，该项技术值得研究和推广应用。
对于此情况，本文谈谈煤矿上保护层开采防突与关鍵技术。
1 保护层开采原理
煤层开采后，被开采煤层周围的煤岩层将会向采空区发生移动。
在这种采动的扰动下，煤岩体中原有的平衡关系遭到干扰和破坏，从而使煤岩体原有的应力--应变状态发生改变。
改变的结果将导致煤岩层中的压力得到释放、弹性潜能释放，从而形成采动裂隙。
瓦斯作为煤层的伴生气体，本身具有流动性，采动裂隙的产生将为煤层中赋存的瓦斯提供渗流运动的通道，即改变煤岩层原有的透气性使之增大。
保护层开采正是利用采掘活动对煤岩体所产生的上述影响，通过自然或人工强化排放卸压瓦斯，以达到降低煤层瓦斯含量和瓦斯压力，进而消除煤与瓦斯突出危险的区域性瓦斯治理方法[1]。
2 煤矿防突的关键技术
2.1 高压注水综合防突技术
煤矿防突的原理主要指的是通过在巷道正头布置长钻孔的方法，以提前进行高压注水的方式来实现。
通过注水，煤体会变得更加湿润，煤的可塑性得到了增强。
当压裂破坏煤体后，煤体透气性会得到增加，使游离瓦斯大量放散，降低或者能够消除煤层的突出危险。
这一技术在掘进循环开始前进行，首先要在巷道迎头一次布置几个钻孔，确定必要的孔深，方向与前进方向平行或者适当向外围偏斜，以此来增加注水的范围。
同时，要通过水力自动封孔煤层注水器进行封孔，注水的压力应该以既湿润煤体又不出现煤层水力压裂现象为宜，注水时间应以达到煤体湿润、有水渗出为宜。
这一技术如果能够和超前排放钻孔结合起来使用，
将会产生更好的防突效果[2]。
2.2 自动抽排切换技术
对开采工作面采空区而言，防突工作的抽放步骤一般通过埋管抽放、采空区靠切眼侧密闭抽放、地面、顶板、底板钻孔抽放等方法完成。
其中，自动抽排切换技术是其中的重要一项。
其原理为：通过抽放点抽放管路瓦斯浓度、矿井瓦斯抽放系统瓦斯浓度和排放段环境瓦斯浓度的监测，实现在低浓度抽放中抽放点浓度或者系统浓度有一个不低于设定值时，由抽放系统进行抽放；如果两个值都低于设定值时，就自动切换为压气引射器引射状态，通过引射器引排到排放段通风稀释；如果排放处环境浓度超限，就自动停止引排。
通过这样的工作流程，实现在不使系统瓦斯浓度低于设定值、保证安全的情况下，对被抽放点瓦斯进行低浓度强化抽排。
该技术已经在我国多家煤矿的综放工作面初采期开放式采空区瓦斯强化抽放中得到了应用，效果显著。
2.3 水力冲孔揭煤技术
该技术一般以特定厚度的岩柱或者煤柱为安全的屏障，通过钻头的切割与高压水对煤体进行冲击，以此来激发煤层发生可控的喷煤喷瓦斯。
其工作原理是：煤和瓦斯的排出，能够使揭煤地点周围的地应力下降，增加其透气性，同时，瓦斯压力和含量也会同时减小，而煤的强度得到了提高，释放了瓦斯潜能，以此达到消除该范围内煤体的突出危险性的目的。
具体而言，水力冲孔揭煤技术的实施是通过高压水流的强力冲刷，使之和地应力与瓦斯产生共同的作用，将煤体破碎，使其沿着孔深与孔道的周围扩散，破碎的煤炭就会在这一过程中不断地被排出到孔外，形成的孔洞网组还会彼此连通，最终形成一定宽度与长度的卸压带，把形成的集中应力推向深部，这样一来，在一定范围内的煤体将会得到充分的卸压，瓦斯也得到了充分的排放，以此来实现防突。
2.4 超前排放钻孔防突技术
该技术是在工作面正头向前方煤体上打一定数量的钻孔，同时始终保持一定的超前距离，使前方的煤体得到卸压，并排放瓦斯，以此来实现减弱与防止突出的目的，这一技术的应用，在瓦斯涌出量与瓦斯压力并不太大时的效果更好一些。
而当瓦斯的涌出量与瓦斯压力处于较高程度时，夹钻、卡钻的现象会比较严重，此时，打钻工作应由全液压坑道钻机完成。
该钻机的操作平稳、工作安全，能够通过水力与风力排煤交替进行使用，这不但有利于煤粉与瓦斯的排出，还能够避免卡钻的现象，工效虽低，但安全性较高。
此外，如果先施工指标较小处煤体，后施工指标较大处煤体，还能够有效减少卡钻、夹钻的频率。
比如，当液压钻机钻至5m～8m处时，瓦斯压力值将处于高峰状态，喷孔与卡钻现象较容易发生，在这种情况下，可以考虑通过风力排煤粉，这样能够有效稀释瓦斯的浓度（当然要采取必要的防尘措施）[3-5]。
3 结束语
上文中，我们对煤矿上保护层开采防突与关键技术做出了初步地分析。
鉴于自身能力、工作经验的限制，本文可能对煤矿上保护层开采防突与关键技术论述的还不够彻底、全面。
整个论述过程中，甚至可能出现某些不恰当的观点或问题。
而要避免这些，必然需要各个同行们的批评和建议。
希望广大的相关从业者们，能够立足于自身实践，从思想、行动上对煤矿上保护层开采防突做出创新，从而推动我国煤矿行业的健康发展。
参考文献
[1] 付凤娟.鸡西杏花煤矿开采保护层防突技术研究[J].黑龙江科技信息，2012，（08）：95，101.
[2] 张枚润，杨胜强，程健维，等.马依西保护层开采理论分析及数值模拟研究[J].采矿与安全工程学报，2013，（01）：123-127.
[3] 张健.煤矿开采保护层防突技术研究[J].民营科技，2013，（09）：2.
[4] 屈永安.下峪口煤矿中近距离上保护层开采试验研究[J].能源技术与管理，2016，（04）：49-52.
[5] 吴建亭，石宪群，钱高峰.保护层开采瓦斯综合治理与利用技术[J].煤矿安全，2011，（02）：23-26.。
