平煤集团公司通风管理中心.docx

第4期平煤集团公司通风管理中心二OO八年九月二十一日集团公司瓦斯综合治理现场会材料系列之一保护层开采探索与实践平煤集团四矿（ 2008年9月19日）平煤集团四矿有着50年的开采史，随着采深的延伸和开采强 度的加大，矿井由单一水平变为多水平开采，由低瓦斯矿井变为煤 与瓦斯突出矿井矿井瓦斯涌出量急剧增加，煤与瓦斯突出危险性 日益严重，瓦斯问题已成为制约四矿高产高效、安全生产和可持续 发展的突出问题近年来，在集团公司领导和业务处室的正确领导 和大力支持下，认真贯彻“治理瓦斯就是解放生产力，治好瓦斯就 是发展生产力”的瓦斯治理理念，积极落实和推进“四个转变”工 作，在深入学习兄弟单位瓦斯治理先进经验的基础上，结合本矿实 际，积极探索行之有效的瓦斯治理方法，实施了以开采保护层为主 的区域性防突措施，实现了瓦斯治理由局部治理向区域治理的重大 转变，连续六年杜绝了煤与瓦斯突出事故下面重点介绍我矿保护 层开采的探索与实践不当之处敬请各位领导、专家批评指正一、 矿井概述四矿井田东西走向约2000m,南北倾斜长约5500m,开采垂深 800-1000m, 丁、戊、己、庚四组煤联合开采两个二水平同时生 产，现矿井实际生产能力300万吨/年。

四矿于1997年鉴定为煤与 瓦斯突出矿井，丁 ％煤层、己“7煤层为突出煤层，共发生煤与瓦 斯突出事故21起,其中丁组煤层17次，己组煤层4次,特别是2002 年初，己心厂23020切眼、丁 56-19130采面接连发生了两起发生煤 与瓦斯突出事故，面对这一现实，我们解放思想，更新观念，积极 探索治理瓦斯的新思路、新方法，进行生产环节适应性改造，加大 生产布局调整，强力推行了保护层开采二、 开采保护层的可行性四矿井田内含煤地层为太原组、山西组和石盒子组，共含煤层 10余层，自上而下可采煤层为丁 ％煤层、戊*煤层、戊…煤层、 己15煤层、己心7煤层、庚20煤层其中丁、戊组煤层间距在60-80 m左右；己、庚组煤层间距在50-60 m左右;戊*煤层与戊9卫煤层 间距2-12ni;己&煤层与与己时7煤层层间距5-18mo 丁 5,煤层煤 层大部分为合层，平均煤厚3. 5m,瓦斯含量9. 7 m7t,为突出煤 层；戊*煤层平均煤厚2. Im,瓦斯含量为2. 034m7t,瓦斯压力0.62 MPa;戊9.10煤层大部分为合层，平均煤厚3. 5m,瓦斯含量12. 6 m71, 瓦斯压力0. 95 Mpa;己15煤层平均厚1. 5m,瓦斯含量1. 4m3/1;己 “7煤层大部分合层，平均煤厚4. 2 ni,为突出煤层，瓦斯含量11. 25m7t,瓦斯压力l.IMPa。

以上煤层赋存情况，客观上为保护层开采 提供了条件三、保护层开采情况:为有效解决矿井生产过程中煤与瓦斯突出这一难题，四矿推行 开采保护层技术：己组煤层首先开采无突出危险己“煤层作为上保 护层解放己心7突出煤层；戊组煤层首先开采无突出危险戊&煤层作 为上保护层，解放戊9.W高瓦斯煤层自2002年开采保护层以来， 已累计开采保护层工作面14个，保护面积220.2万nA解放突出 煤层储量1182万t,其中己15煤层保护层工作面9个，保护层开采 面积133. 2万nA保护层开采煤量为386万t,解放己唤7煤层储量786万t;戊&煤层保护层工作面5个，保护层开采面积87万m2, 保护层开采煤量为282万t,解放戊9」煤层储量396万t针对丁 戊组煤层赋存条件，煤层间距在70-80 m之间，开采保护层与被保 护层有效垂距符合《规程》、《细则》要求我们充分研究了 丁组、 戊组煤层瓦斯含量及赋存条件，煤组、煤层之间距离、岩性，对大 间距下保护层开采进行积极探索研究，在试验优先开采戊*煤层， 复式解放下覆戊9.H）高瓦斯煤层以及上覆丁 5,突出煤层，取得明显效果的基础上，今年初我矿已重新调整生产布局和采掘接替；进一 步加大戊&煤层开采力度，丁九采区剩余突出煤层必须经下覆戊8 保护层开采消突后再安排回采，从而使我矿所有突出和高瓦斯煤层 全部实行保护层开采，真正实现了瓦斯治理由局部防治向区域治理 的重大转变，为突出煤层的安全开采打下了坚实基础。

四、保护层开采效果考察分析1、己组煤层保护层开采效果考察分析:(1)被保护层保护效果：己仞-23060采面位于己三采区西翼上部，上覆己15-23060采面开采保护层于2005年元月回采结束，采面整个区域处在保护层 保护范围内，己i,u-23060采面作为首个被保护层工作面现已安全 回采收作，我们对被保护层效果进行考察分析该工作面得到彻底 解放，煤层瓦斯大量释放，回采时生产状态下回风流瓦斯浓度仅在0.2%左右，上隅角瓦斯浓度最大仅为0.48%,工作面瓦斯绝对涌出 量为2. 84m7min,工作面回采期间采取预测推进，节省大量防突费 用，与相邻没有开采保护层的工作面相比，产量显著提高，平均月 增产原煤3. 38万吨以上，从回采开始到结束，实现瓦斯零超限，实现了生产力大解放2)开采保护层工作面与未开采保护层工作面分析比较：从己i,n-23060工作面回采过程看，开采保护层是极为有效的区域性防突措施，取得了良好的经济效益和社会效益为了说明开 采保护层取得的效果,我们将己u.17-23080与己u.,7-23060两个相 邻工作面进行对比分析己,6.17-23080采面位于己三采区西翼中上 部，与己“7-23060采面相邻，当时由于认识局限性,没有采取开采 保护层措號，机巷掘进过程中，当掘至387米处，发生一次煤与瓦 斯压出事故，压出煤量40吨，涌出瓦斯3206m\采掘过程中测试 指标经常出现超标现象。

两个工作面相同点：均为综采工作面，均由综采二队回采；两采面风量均为1300m7min以上，所采煤层均为 己叭7煤层，且为相邻工作面；两采面煤层厚度、瓦斯含量、可采长 度及采高基本相同不同点：瓦斯涌出量的变化；煤样突出参数的 变化；防突测试指标变化①瓦斯涌出量对比分析：己叭7-23080综采面回采期间最大绝对瓦斯涌出量为14.2 mVmin,己16.17-23060综采面回采期间最大绝对瓦斯涌出量为2.85 mVmin,开采保护层后，被保护层充分卸压后，被保护层的瓦斯被 大量释放（具体参数如下表）己“7-23080与己心7-23060工作面瓦斯涌出量对比表日期内容已⑹7-23080釆面已 16.17*23060 采面绝对瓦斯汕出量（m3/min）其中抽采瓦斯量（m?/min）产量（万吨）绝对瓦斯汹出量 （m3/min）产量（万吨）6月11.642. 323.30.513. 437月11.832.212.30.514.98月12.42. 252. 062. 856.99月14.22.42. 462. 848. 42平均比较12. 522. 292. 531.685.91②、煤样突出参数对比分析:己叭7-23080突出综采面的AP超标一次，一次接近,K值全超 标、f值全超标。

己"‘一23060突出综采面的AP、K值都不超标、 f值都接近0. 5,比己“7-23080突出综采面的f值都大，说明己l6.t7 开采保护层后，突出危险性明显降低，煤体强度增大（具体参数如 下表）己16.17-23080与己宀-23060工作面煤样突出参数对比表位置指标已6 17-23080米面l2 1617-23060 米面采样点位置+1+395+1+453-15+&-15+84n平均值-18+5-9+20.4!+8+3401223m平均值△ p569.811.4& 053. 524.94. 925.54.71k2319282924. 77117119f0.220.230.30. 390. 290.45?0.460. 710.480.53③防突测试指标对比分析:己16.17-23080突出综采面没有开采保护层测试指标q值、s值 与己唤7—23060突出综采面开采保护层后被保护层煤层测试指标q 值、s值与进行分析比较：己时7一23080突出综采面测试的q值最 大为14L/min,最小为2. 9L/min, q值指标基本接近临界值；己 16. 17-23060突出综采面测试的q值最大为1. 8L/min,最小值为 0. 7L/min,突出危险性明显降低(具体参数如下表)。

己i6.i7-23080与己“7-23060工作面防突测试指标对比分析月份内容已16_,7-2308()采而测试参数情况已16」厂23060采面测试参数情况「1期q (L7min)s (kg/m)H期q (L/min)s (kg/m)7月5日34.22日1.54.28日33.911日0.93.812日144.912日148月5日3.645日1.24.28日2.9413 口1.2411日3.83.921 H1.44. 19月5日3.643日14. 18日2.949日1.84.212 □3.83.920 H0.73.9(3 )瓦斯压力、瓦斯含量变化:考察保护层开采效果的核心是考察保护层开采后被保护层的 消突程度保护层开采后，考察被保护层的残余瓦斯含量和瓦斯压 力不仅可以计算瓦斯释放效果，还可以直接判断被保护层是否煤与 瓦斯突出性，瓦斯压力、瓦斯含量变化最能够反映出突出危险性的 大小下表是己唤7-23060工作面保护层开采后煤层瓦斯压力、瓦 斯含量变化情况保护层开采后瓦斯压力、瓦斯含量变化表乩斯压力（MPa）原始乩斯压力（卜残余瓦斯压力（卜1」0.12乩斯含量（m沁瓦斯含量（n?/t）残余乩斯含量（n11.252.2（4）保护层卸压角的确定:根据《防治煤与瓦斯突出细则》要求，沿走向的保护范围可按 卸压角560-620划定，沿倾斜方向保护范围的卸压角确定为750。

四矿煤层倾角均小于100,以及根据被保护层布置采掘工作面效果 考察情况，四矿保护层卸压角沿走向的保护范围暂定为600,沿倾 斜方向保护范围的卸压角暂定为750被保护层中布置采掘工作面 在保护范围内严格执行连续预测，在非保护范围内直接执行排放钻 孔措施目前我矿正与中国矿业大学合作，进一步合理确定有效保 护范围参数，为下一步开采保护层提供依据1g——保护范围2、戊组煤层保护层开采效果考察分析:(1) 煤层透气性系数变化:戊8煤层开采后，戊小煤层产生卸压，煤层的透气性也会发生相应的变化，透气性大大增加测定卸压后戊9.10煤层的透气性并 与卸压之前的透气性比较，可以深入了解被保护煤层所发生的变 化中国矿业大学在戊8-1919 0风巷测得戊9」煤层的原始瓦斯压力为0. 95Mpa,考察7号钻孔测得残余瓦斯压力为0. 35MPa,测定 瓦斯流量是在钻孔打开后32天测定的，测定的瓦斯流量为 65. 2L/min,根据钻孔的半径(0. 047m)及煤孔长度(8m),得到戊 9. 10煤层卸压后的透气性系数由原始透气性系数0. 0561 mV (MPa2。