摘 要：為確保近距離突出煤層群上保護層開采生產的安全性，最大限度的防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生，需要構建煤礦瓦斯治理系統(tǒng)，筆者結合某煤礦上保護層開采環(huán)境，對煤層上保護層開采底板卸壓規(guī)律進行了模擬、充分有效的利用煤層賦值數(shù)據(jù)，最大限度的降低開采過程中的不確定性，制定了一套立體瓦斯治理技術，并在工程中得到了很好的應用。

關鍵詞：近距離突出煤層群 保護層 瓦斯治理 技術

中圖分類號：TD712.6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0082-01

隨著煤層開采深度、瓦斯壓力和瓦斯含量的增加，煤與瓦斯突出煤層的數(shù)量也在增加，僅僅依靠傳統(tǒng)的風排方式治理技術已經不能滿足煤礦安全生產的需求。防突工作堅持“區(qū)域防突措施在先、局部的預防措施第一”的原則，開采保護層是預防煤與瓦斯突出最有效的、最經濟的區(qū)域防突措施。國內學者和工程技術人員已進行了大量的研究，包括氣體控制技術、保護層開采緊密的俯仰斜礦井瓦斯控制技術、不同煤層群保護層開采技術條件的采氣控制技術、在保護覆層開采的煤層變形技術、遠距離下保護層開采技術、極薄煤層保護層開采技術，這些保護層開采技術研究給區(qū)域防突技術提供了很好的依據(jù)。筆者結合某煤礦近距離突出煤層群瓦斯治理問題，通過對瓦斯涌出規(guī)律的數(shù)值模擬研究的理論分析，制定了上保護層開采的瓦斯控制技術方案。即：（1）上保護層區(qū)域防突技術；（2）回采期上保護層瓦斯控制技術；（3）保護層卸壓瓦斯抽采技術。

1 試驗區(qū)概況

某礦井經鑒定為煤與瓦斯突出礦井。首采個一采區(qū)，主采6、7號煤層都是突出煤層，經測量，6號煤層最大瓦斯壓力為9300 Pa，每噸瓦斯含量8.42 m3；7號煤層最大瓦斯壓力1100 Pa，每噸瓦斯含量9.73 m3。6、7號煤層的普氏系數(shù)f分別是0.25和0.26，煤體層較為松軟。一采區(qū)6號煤層厚度在0.8 m與2.68 m之間，平均厚度1.2 m；7號煤層厚度在1.06 m與5.85 m之間，平均厚度3.0 m。經過實測分析，6、7號煤層賦存均不穩(wěn)定，煤層間最近的距離為6.9 m，彼此間的平均距離為23.47 m。相鄰區(qū)域的石門揭穿7號煤層過程中，因為煤體層比較松軟，瓦斯氣體含量較高，所以在鉆孔施工階段，經常發(fā)生噴孔卡鉆的現(xiàn)象，導致成孔率非常低、很大程度上限制了施工深度。筆者依據(jù)保護層選擇原則，并結合了一采區(qū)煤層與瓦斯的特征，在制定方案是優(yōu)先消除了6號煤層突出的危險性，確保6號煤層開采工作的安全進行，接著再用6號煤層作為上保護層，確保7號煤層的區(qū)域防突方案的安全性。

2 上保護層開采瓦斯治理

2.1 上保護層區(qū)域消突技術

前面介紹可以知道，7號煤層厚度較大，而且煤體非常的松軟，瓦斯氣體所施加的壓力也很大，并且6、7號煤層之間的距離也很不穩(wěn)定，最近的地方僅僅不過6 m，如果在6、7號煤層之間布置巖石巷道的話，很容易就會誤揭煤層，給開采工作帶來諸多不便。本方案首先在6號煤層頂板距離煤層10～12 m位置施工頂板抽放巷，在頂板抽放巷內布置穿層預抽鉆孔，對6號煤層進行穿層預抽，這樣就避免了6號煤層煤巷條帶的突出危險；在煤巷施工以后，再向6號煤層內部施工順層鉆孔，封孔預抽回采區(qū)域煤層瓦斯氣體，這樣就可以完全減免了6號煤層的突出危險性。

2.2 上保護層回采期間瓦斯治理技術

保護層開采期間將頂板預抽巷改作為高抽巷，將采面回風巷的預抽巷回風巷段封閉安裝瓦斯抽放管，同時與上隅角采空區(qū)瓦斯抽采。抽巷形成的采空區(qū)瓦斯的頂板裂隙排水渠，對下部采空區(qū)瓦斯發(fā)揮作拉動用，減少采空區(qū)氣體排涌向工作面和的上隅角。通過分段砌筑封閉墻，在封閉墻中鋪設管路進行瓦斯抽采，抽采管路為240 mm的PE管，抽采流量為91 m3/min，封閉墻間距為110 m。封閉墻的組成由砌筑兩道墻體，并在其內部充填黃泥，墻體厚度800 mm，墻與墻之間的距離不小于4 m，這樣可以很好地起到密閉和防爆的作用。每個封閉墻內鋪設兩道管路，在新的封閉墻砌筑充填完成時，根據(jù)瓦斯抽采量適時關閉里段抽采閥門，保障了高抽巷瓦斯抽采的連續(xù)性。

2.3 被保護煤層卸壓瓦斯抽采技術

由數(shù)值模擬結果可知，6號煤層回采可有效卸載7號煤層地應力，但是煤層底板裂隙發(fā)育相對不夠充分，不利于7號煤層卸壓瓦斯沿裂隙向6號煤層采空區(qū)運移，給7號煤層瓦斯治理帶來難度。因此，在6號煤層回風巷向7號煤層卸壓區(qū)域施工斜角穿層鉆孔，封孔抽采7號煤層瓦斯，鉆孔施工可有效增加6號煤層底板裂隙發(fā)育，使更多的卸壓瓦斯運移至6號煤層采空區(qū)。7號煤層卸壓瓦斯一部分被上隅角抽采管路抽采，一部分繼續(xù)向6號煤層頂板裂隙帶中運移，進入頂板高抽巷中。6號煤層底板增裂抽采鉆孔間隔30 m布置1組，每組7個鉆孔，鉆孔傾角為30°。

3 瓦斯治理效果

試驗工作面為一采區(qū)首采10601工作面，在煤層群上保護層進行順層鉆孔預抽之后，測定10601工作面最大殘余瓦斯壓力不超過200 Pa，每噸剩余瓦斯含量不大于2.64 m3，每噸可解吸瓦斯含量為1.63 m3。工作面長度180 m，實際平均厚度為1.5 m，由于受到受地質影響，每日推進2.7 m，日產量達到902 t。6號煤層絕對瓦斯涌出量1.13 m3/min，卸壓之后7號煤層瓦斯涌出量7.13 m3/min，占工作面瓦斯總量的87.1%。7號煤層瓦斯相對涌出量為每噸2.77 m3，卸壓后涌出的瓦斯量不會超過29.7%，該數(shù)值介于計算理論值之間，7號煤層殘余瓦斯含量每噸6.53 m3，很好地滿足了區(qū)域消突的既定要求。

4 結論

通過理論計算分析可知，受保護層卸壓瓦斯占上保護層工作面瓦斯總量的84.7%，通過實施距離突出煤層群上保護層開采瓦斯治理技術，受保護煤層殘余瓦斯含量減少到了每噸6.85 m3，很好地滿足了區(qū)域性煤層的防突要求。制定了上保護層開采瓦斯立體抽采技術。通過頂板巖巷穿層鉆孔、順層預抽鉆孔、頂板高抽巷、上隅角埋管抽采、上保護層回風巷下向穿層增裂抽采鉆孔，既可以將保護層的突出危險性予以消除，還能夠很好滴滿足受保護煤層卸壓瓦斯的強化抽采問題。

參考文獻

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