保护层开采的保护范围和效果的研究高 祥(淮南矿业集团公司鑫山公司,安徽淮南232052)摘 要:通过对保护层开采的保护范围和效果的考察和分析,确定保护层开采的意义,以指导安全生产。

关键词:煤层;保护层;考察;范围;效果中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2004)09-0062-020 前言急倾斜煤层保护层的顶板垮落有特殊性,因而考察其保护范围及其效果有重要意义。

通过对保护层开采的科学研究,可以更好地指导安全生产。

1 保护层工作面概况谢李二井62采区的保护层开采方式是以上保护层开采方式为主。

作为突出煤层B8的上保护层的6222B9工作面,煤层倾角为64~89 ,平均73 ,属于急倾斜煤层。

根据地质构造确定该保护层的开采范围为倾斜上方以东二石门相接的-489m巷道为界,倾斜下方以东二石门相接的-559m巷道为界,东边以断层为界,西边以东二石门的岩石下山的煤柱线为界。

工作面参数为工作面走向长190m,倾斜长71m,煤层厚度为1 4~2 2m,倾角64~89 ,平均73 。

开采范围内,工作面煤层赋存相对稳定,地质构造简单,但由于煤层倾角太大,采用伪斜30 放炮落煤回采工艺, 型柔性掩护支架支护。

2 被保护层工作面概况62采区的被保护层煤层B8煤层工作面,根据原煤炭工业部防治煤与瓦斯突出细则!和62采区的保护层与被保护层工作面的巷道布置关系,在倾斜方向上,62采区的B9煤层开采后,经计算得出,对B8煤层的上部卸压角为96 ,下部卸压角为80 ,卸压范围覆盖62采区的整个B8煤层部分。

因此B8煤层的开采范围在倾斜方向上定为-489~-559m之间。

在走向方向上,按上保护层考虑,其卸压角为45 ,故在被保护的B8煤层中,西部的保护边界要比B9煤层的开切眼向东缩进12m左右,东部的保护边界要比B9煤层的停采线向西缩进12m左右。

根据B9煤层的保护范围,被保护的B8煤层工作面参数确定为:工作面走向长165m,倾斜长71m,煤层厚度为8 0~10 0m,倾角64~89 ,平均73 。

其回采工艺和支护方式与B9煤层相同。

3 保护层开采保护效果及范围考察依据根据防治煤与瓦斯突出细则!的规定∀矿井首次开采保护层时,必须进行保护效果及范围的实际考察,并不断积累、补充和完善资料,以尽快得出确定本矿保护层有效作用范围的参数#。

尽管谢李二井以往已经进行过保护层开采试验,但对于保护层的保护范围考察尚未进行过。

按上述规定,决定对62采区的保护效果及范围进行实际考察,考察结果对淮南矿区急倾斜煤层保护层开采具有重要的参考价值。

4 考察内容及考察技术方案4 1 考察内容(1)6222B9煤层工作面始采线煤柱对保护层(B8煤层)沿走向的保护范围(保护角)。

(2)6222B9煤层工作面下侧煤柱对保护层(B8煤层)沿倾斜方向的保护范围(保护角)。

(3)6222B8煤层工作面开采及卸压瓦斯抽放,引起保护层(B8煤层)瓦斯压力、煤层瓦斯含量、钻孔瓦斯流量、煤层变形和透气性等参数的变化。

(4)6222B9煤层工作面开采对保护层(B8煤层)卸压瓦斯的影响。

4 2 考察技术方案4 2 1 考察巷道的布置要对B9煤层开采后B8煤层内发生的变化进行考察,必须向B8煤层打钻,布置相应的仪器和设备,定期进行观测。

这些工作不能与考察期间的生产相冲突。

根据62采区目前的巷道布置情况,必须掘进一条专门的考察巷道。

这条巷道设计布置在位于B8煤层下的B6煤层内。

这种布置的优点将量化后的指标输入计算机进行正规化处理和相似系数计算后,再经过平方法求传递闭包,最后得到一个148∃148模糊矩阵。

采用不同的显著水平 ,可得到不同的分类结果。

通过 不同的取值,最终选择 =0 9885时的分类结果。

=0 9885时,分为5类:%类,包括114个单元,&类包括11个单元,∋类包括3个单元,(类包括19个单元,)类只有1个单元。

从聚类结果看,有以下特点:%类单元,隔水层较薄,水压较高,地质构造复杂;&类单元,隔水层较厚,水压较低,地质构造简单;∋类单元,隔水层很薄,水压较低,地质构造简单;(类单元,隔水层较厚,水压较高,地质构造简单:)类单元特点类似于&类,归并于&类。

3 结论运用模糊聚类分析方法将矿区10煤底板突水危险性作如下分区:突水危险性最大区域,含114个单元,占矿区面积的77%;突水危险性中等区域,含22个单元,占矿区面积的14 9%;安全区,含12个单元,占矿区面积的8 1%。

这一分类结果较好地反映了影响底板突水的因素,对10煤开采和防治水措施的制定具有一定的指导意义。

Estimating outbursting water of coal floor10bymisty-clustering analysis methodYU Yong-yang,LI Zhong-kai(Haizi Coal M i ne,Huaibei M ining lndustry Group Comp,235147,China)Abstract:According to the characteristics of geology and hydrology geology of Linhuan mine field,using mi sty mathematics method to study the relation of variable,and selecting three factors,as clustering quota,such as pressure of aquifer,thickness of block layer and geological structure ard to establish mis ty alike relation etc,and compartmen talizing area accordi ng to the risk of coal floor10,which has a guide significance for mine mining and preventing water dizasterKey words:misty-clustering;variable;puring water收稿日期:2004-06-09;修订日期:2004-07-05作者简介:高祥(1965-),男,助理工程师,1987年毕业于抚顺煤校通风与安全专业,现任淮南矿业集团鑫山公司三号井井长。

串联通风工作面采空区上隅角瓦斯治理技术幸小斌,叶云超,汪多斌(四川省广元市荣山煤矿,四川广元628019)摘 要:以荣山煤矿喻家碥矿井1433,1434工作面为例,探讨串联通风工作面采空区上隅角瓦斯治理技术。

研究结果表明:治理采空区上隅角瓦斯的有效措施有二种方式,即增加漏风汇和减少采空区漏风;前者可采用上隅角瓦斯抽放,后者则采用充填消除法或密闭消除法。

其中,充填消除法或密闭消除法配合上隅角瓦斯抽放的效果更好。

关键词:采空区;漏风;密闭;上隅角中图分类号:TD72 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2004)09-0063-030 前言在高瓦斯矿井中,串联工作面采空区上隅角不仅容易积聚瓦斯,而且采空区内的瓦斯容易通过上隅角漏入回风巷,引起回风巷风流中瓦斯超限,严重制约着回采工作面产量的提高,并对安全生产构成了严重威胁。

因此,如何有效地处理串联通风工作面采空区上隅角积聚瓦斯,对回采工作面的安全生产和单产的提高有十分重要的作用。

现以四川省荣山煤矿喻家碥矿井1433,1434串联工作面为例,探讨串联通风工作面采空区上隅角瓦斯处理技术。

1 串联通风工作面采空区瓦斯涌出及其治理原则采空区一般是由采空区内遗煤,上、下邻近层有瓦斯解吸和流动的固体煤岩,以及空隙所组成的空间区域。

该区域是B9煤层开采引起的扰动对该巷道影响较小,同时B9煤层开采引起的岩体破裂是先影响B8煤层,再影响钻孔,有利完整记录B8煤层内发生的变化。

4 2 2 走向保护范围的考察62采区B8煤层走向保护边界的考察在东二石门的岩石下山保护煤柱线处进行。

共布置3个瓦斯压力测定的考察钻孔,设计开孔位置在B6煤层考察巷道中。

考虑到打钻和测定透气性系数的需要,走向保护范围的考察钻孔倾角设计为22 左右,这时钻孔与B8煤层垂直相交。

4 2 3 倾斜保护范围的考察由于被保护层工作面上邻的区段已经回采,测定工作面上部保护边界没有实际意义,因此本考察只设计了工作面下部保护边界的考察。

同样布置3个瓦斯压力测定的考察钻孔,向下倾斜,其倾斜角分别为-5 5 ,-29 5 ,-42 。

4 2 4 保护层开采及卸压瓦斯抽放的影响考察在被保护范围内通过测定B8煤层的瓦斯压力、透气性系数、煤层相对变形和钻孔有效抽放半径,考察保护层开采及卸压瓦斯抽放的影响。

共布置2个测压孔,2个变形孔和2个瓦斯流量孔,这些孔均垂直于被考察的B8煤层,且要求穿越B8煤层,进入顶板内1 0m。

4 25 考察钻孔的要求本次考察方案共设计了13个考察钻孔,其中11个测压孔和2个变形孔,这是考察工作必须达到的钻孔数量。

因此在钻孔施工、封孔、测量仪表的安装和观测过程中,必须精心施工,妥善保护,防止钻孔损坏。

5 考察参数测定方法5 1 钻孔瓦斯自然涌出量测定钻孔瓦斯自然涌出量是计算煤层透气性系数的主要参数,也是衡量保护层开采的卸压程度,以及卸压瓦斯抽放的重要指标。

它可以在测压孔中测定,也可在抽放钻孔中测定。

当B8煤层受到保护层开采影响之后,煤层变性增加,透气性明显增大,预计此时钻孔瓦斯自然涌出量将达到0 1~ 1 0m3/min,建议采用孔板流量计法进行测量。

5 2 煤层瓦斯压力测定在测压钻孔封孔工作结束后接好压力表开始瓦斯压力测定,钻孔内瓦斯压力逐渐升高,待压力稳定后测定的值即为煤层原始瓦斯压力。

保护层开采后,由于卸压和瓦斯抽放等综合作用,将导致一定范围内瓦斯压力的下降。

瓦斯压力下降到一定值以后,可通过孔口排气孔将瓦斯压力卸掉,然后测定瓦斯流量,用于计算煤层透气性系数。

为了减少钻孔内瓦斯压力的平衡时间,尽快测出煤层原始瓦斯压力,可采用向钻孔内注氮气的方法。

5 3 煤层顶底板相对变形测定用深部基点法测定煤层顶底板相对变形。

变形钻孔施工时要求钻孔进入煤层顶板1 0m。

5 4 瓦斯抽放量测定瓦斯抽放量测定采用孔板流量计法进行测定。

瓦斯抽放系统孔板流量计安装在钻场瓦斯管和抽放巷瓦斯管路的末端,用以测定各钻场和整个瓦斯抽放巷的瓦斯抽放量。

每个钻场布置一个孔板流量计,抽放巷瓦斯管路末端布置一个孔板流量计。

测定孔板两端的压差可采用倾斜水柱计,测定抽放管路中的抽放负压可采用水银计,测定抽放管路中的瓦斯浓度可采用高浓度瓦斯检定器。