第三讲 煤和瓦斯突出及保护层开采
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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。
预防煤与瓦斯突出的区域性措施1.开采保护层开采保护层是防止煤与瓦斯突出最有效、最经济的区域性措施。
开采煤层群时,预先开采,并能使其他相邻的突出危险层因受它采动影响而减弱或丧失突出危险性的煤层称为保护层。
受预先开采层采动影响而后开采的煤层称为被保护层。
保护层位于被保护层上方的称为上保护层,位于下方的叫下保护层。
保护层先采以后,上下邻近煤层发生了变形卸压透气性增大瓦斯得到排放瓦斯含量和压力下降。
据测定,当保护层回采面采过被保护层两倍层间距以后,被保护层膨胀一般在2%以上,透气性增大数十倍至数百倍,瓦斯排放流量增大几十倍,煤层瓦斯含量和压力分别降至10m3/t和0.6MPa以下,煤层强度有所提高,从而在被保护范围以内的煤层突出危险性消失,采掘工作面瓦斯涌出量大量减少,社会和经济效益显著提高。
开采保护层应当注意的问题:(1)煤层群中如果有几个保护层时,应优先选用上保护层,这样不仅符合自上而下的开采程序,面且被保护层的同水平巷道都在保护范围以内。
(2)开采保护层时,要同时抽放被保护层的瓦斯。
开采近距离保护层结合抽放卸压瓦斯,可以防止保护层工作面在生产过程当中的瓦斯超限或瓦斯喷出。
(3)保护层的采空区内不得留煤柱,以免造或应力集中而增加突出危险性。
如果遇到特殊情况非留煤柱不可时,要将煤柱位置准确地标在采掘工程图上。
2.预抽煤层瓦斯采取预抽突出危险煤层瓦斯作为区域性防突措施效果良好。
抽放瓦斯的方式有沿层和穿层抽放两种。
该措施的实质是,通过大量的密集钻孔在突出煤层中取煤,并抽放瓦斯,使煤层瓦斯含量和压力的释放潜能降低。
由此引起的煤层丧失或减弱突出危险性。
该方法适用于煤层透气性不太小,可以预抽瓦斯的煤层;对于透气性甚小的煤层,由于抽出率低,抽放时间过长,效果不好。