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[摘要]瓦斯与煤突出矿井以及突出煤层数量随着煤矿开采深度的增加而不断增加,如何实现瓦斯与煤资源的高效安全共采已成为矿井作业的重点,而通过保护层开采时的被保护层卸压作用强化抽取卸压瓦斯,可以将高瓦斯突出危险煤层的被保护层有效变成低瓦斯无突出危险的煤层。本文探讨了强化抽采保护层开采与卸压瓦斯技术,并在分源原理基础上对回采工作面瓦斯涌出预测方法进行分析。
[关键词]保护层开采;卸压瓦斯抽采;瓦斯涌出规律
中图分类号:TD712.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)07-0012-01
预抽煤层瓦斯以及开采保护层作为瓦斯与煤突出的区域性防治措施,有效提高了瓦斯与煤资源开采的安全性与高效性。科学技术的不断进步与发展,为强化抽采卸压瓦斯及开采保护层的有机结合奠定技术基础,为保障瓦斯与煤突出危险煤层开采的高效安全提供有力保障。保护层卸压瓦斯强化抽采以及回采工作面的瓦斯涌出量预测对瓦斯抽采技术方案的有效实施与相关参数的确定有重要意义。
1、保护层开采与卸压瓦斯强化抽采
根据我国相关规程规定可知,在煤层群条件下,首采煤层即为保护层应,而卸压煤层为被保护层。强化抽采保护层开采与卸压瓦斯的原理为:开采保护层(即首采煤层)之后,保护层底板岩/煤层则会发生底鼓及卸压变形,而其顶板岩/煤层会发生移动、破断以及卸压变形,卸压岩/煤层中会由于产生裂隙而增加其透气性,为被保护层的卸压瓦斯进行解吸、扩散以及渗流创造了流动条件。通过强化抽取被保护层的卸压瓦斯,可有效地将卸压瓦斯抽采出来,一方面使得被保护层的卸压瓦斯流向保护层工作面的状况显著缓减,为安全高效开采保护层工作面提供有力保障。另一方面让突出危险煤层的瓦斯压力与地应力有效降低,使得煤体强度大大提高,进而消除瓦斯与煤突出危险性。同时,高瓦斯突出危险煤层的被保护层转变成为低瓦斯无突出危险煤层,为开采被保护层工作面的安全性与高效性创造有利条件。
保护层可按照被保护层和保护层的相对位置关系分为两部分,即上保护层与下保护层,为了描述被保护层的卸压程度,可将卸压煤层(即被保护层)及首采煤层(即保护层)之间的平均距离以及首采煤层(即保护层)的平均采高比看做相对层间距。下保护層后部采空区的瓦斯涌出可按照相对层间距的大小而分成三部分,即远程瓦斯涌出、中程瓦斯涌出及近程瓦斯涌出。远程瓦斯的来源为弯曲带内煤层,中程瓦斯涌出的来源为部分弯曲带及断裂带内煤层,而近程瓦斯涌出来源主要有采空区遗煤、断裂带内煤层、首采煤层的未开采分层、底板变形较大区域内煤层、处在垮落带的煤层以及少部分弯曲带内煤层,瓦斯抽采方法随远程、中程及近程瓦斯的解吸、扩散与渗流条件,以及瓦斯汇集与运移条件的不同而不同。强化抽采保护层开采与卸压瓦斯的具体方法(如表1):
为保证保护层工作面开采的高效安全,对保护层工作面瓦斯涌出量较大的情况,应基于瓦斯涌出来源而采取组合式多种瓦斯抽取方法。
2、回采工作面瓦斯涌出量预测
通过上式预测回采工作面的瓦斯涌出量时,由煤的挥发分含量决定煤层残存瓦斯含量。若将厚煤层进行分层开采,瓦斯涌出量最大的为首采分层,而瓦斯涌出量较小的后采分层,即是说,不同分层的瓦斯涌出量存在较大差距,因此分层开采时,必须考虑瓦斯涌出的比例系数,并将煤层厚度及采高之比取值为1。
结语
总之,随着保护层开采技术的进步与发展,传统的开采技术弊端与问题已能得到很好的解决,保护层开采技术的核心已经转化成强化抽取被保护层的卸压瓦斯与卸压作用,使的被保护层的高瓦斯突出危险煤层有效转变成为低瓦斯无突出危险煤层,为瓦斯与煤资源共采的高效安全提供有力的技术保障。
参考文献
[1] 马益民,曹建军,阳骏.近距离上保护层工作面瓦斯涌出治理实践[J].煤炭科学技术,2011(10).
[2] 王武军,陈中彦,王雅黎.近距离开采保护层采煤工作面瓦斯治理技术实践与应用[J].科技信息.2012(23).
[3] 程远平,周德永,俞启香,周红星,王海锋.保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究[J].采矿与安全工程学报,2006(1).
[4] 刘震,李增华,杨永良,唐一博,季淮君.近距离突出煤层群上保护层开采瓦斯治理技术[J].煤炭科学技术,2012(7).
[5] 刘海波,程远平,王海锋,尚正杰.突出煤层卸压前后钻孔瓦斯涌出初速度的变化规律[J].采矿与安全工程学报,2009(2).
[关键词]保护层开采;卸压瓦斯抽采;瓦斯涌出规律
中图分类号:TD712.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)07-0012-01
预抽煤层瓦斯以及开采保护层作为瓦斯与煤突出的区域性防治措施,有效提高了瓦斯与煤资源开采的安全性与高效性。科学技术的不断进步与发展,为强化抽采卸压瓦斯及开采保护层的有机结合奠定技术基础,为保障瓦斯与煤突出危险煤层开采的高效安全提供有力保障。保护层卸压瓦斯强化抽采以及回采工作面的瓦斯涌出量预测对瓦斯抽采技术方案的有效实施与相关参数的确定有重要意义。
1、保护层开采与卸压瓦斯强化抽采
根据我国相关规程规定可知,在煤层群条件下,首采煤层即为保护层应,而卸压煤层为被保护层。强化抽采保护层开采与卸压瓦斯的原理为:开采保护层(即首采煤层)之后,保护层底板岩/煤层则会发生底鼓及卸压变形,而其顶板岩/煤层会发生移动、破断以及卸压变形,卸压岩/煤层中会由于产生裂隙而增加其透气性,为被保护层的卸压瓦斯进行解吸、扩散以及渗流创造了流动条件。通过强化抽取被保护层的卸压瓦斯,可有效地将卸压瓦斯抽采出来,一方面使得被保护层的卸压瓦斯流向保护层工作面的状况显著缓减,为安全高效开采保护层工作面提供有力保障。另一方面让突出危险煤层的瓦斯压力与地应力有效降低,使得煤体强度大大提高,进而消除瓦斯与煤突出危险性。同时,高瓦斯突出危险煤层的被保护层转变成为低瓦斯无突出危险煤层,为开采被保护层工作面的安全性与高效性创造有利条件。
保护层可按照被保护层和保护层的相对位置关系分为两部分,即上保护层与下保护层,为了描述被保护层的卸压程度,可将卸压煤层(即被保护层)及首采煤层(即保护层)之间的平均距离以及首采煤层(即保护层)的平均采高比看做相对层间距。下保护層后部采空区的瓦斯涌出可按照相对层间距的大小而分成三部分,即远程瓦斯涌出、中程瓦斯涌出及近程瓦斯涌出。远程瓦斯的来源为弯曲带内煤层,中程瓦斯涌出的来源为部分弯曲带及断裂带内煤层,而近程瓦斯涌出来源主要有采空区遗煤、断裂带内煤层、首采煤层的未开采分层、底板变形较大区域内煤层、处在垮落带的煤层以及少部分弯曲带内煤层,瓦斯抽采方法随远程、中程及近程瓦斯的解吸、扩散与渗流条件,以及瓦斯汇集与运移条件的不同而不同。强化抽采保护层开采与卸压瓦斯的具体方法(如表1):
为保证保护层工作面开采的高效安全,对保护层工作面瓦斯涌出量较大的情况,应基于瓦斯涌出来源而采取组合式多种瓦斯抽取方法。
2、回采工作面瓦斯涌出量预测
通过上式预测回采工作面的瓦斯涌出量时,由煤的挥发分含量决定煤层残存瓦斯含量。若将厚煤层进行分层开采,瓦斯涌出量最大的为首采分层,而瓦斯涌出量较小的后采分层,即是说,不同分层的瓦斯涌出量存在较大差距,因此分层开采时,必须考虑瓦斯涌出的比例系数,并将煤层厚度及采高之比取值为1。
结语
总之,随着保护层开采技术的进步与发展,传统的开采技术弊端与问题已能得到很好的解决,保护层开采技术的核心已经转化成强化抽取被保护层的卸压瓦斯与卸压作用,使的被保护层的高瓦斯突出危险煤层有效转变成为低瓦斯无突出危险煤层,为瓦斯与煤资源共采的高效安全提供有力的技术保障。
参考文献
[1] 马益民,曹建军,阳骏.近距离上保护层工作面瓦斯涌出治理实践[J].煤炭科学技术,2011(10).
[2] 王武军,陈中彦,王雅黎.近距离开采保护层采煤工作面瓦斯治理技术实践与应用[J].科技信息.2012(23).
[3] 程远平,周德永,俞启香,周红星,王海锋.保护层卸压瓦斯抽采及涌出规律研究[J].采矿与安全工程学报,2006(1).
[4] 刘震,李增华,杨永良,唐一博,季淮君.近距离突出煤层群上保护层开采瓦斯治理技术[J].煤炭科学技术,2012(7).
[5] 刘海波,程远平,王海锋,尚正杰.突出煤层卸压前后钻孔瓦斯涌出初速度的变化规律[J].采矿与安全工程学报,2009(2).