某煤礦區(qū)域綜合防突措施研究

摘 要：煤礦地下開采難度大、風(fēng)險(xiǎn)高、投入金額大。突出事故造成人員傷亡慘重，財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)重，因此，結(jié)合安全生產(chǎn)現(xiàn)狀，某煤礦制定出區(qū)域綜合防突措施，對(duì)提高本質(zhì)安全化水平有一定幫助。

關(guān)鍵詞：煤礦；突出；區(qū)域防突

1 某煤礦情況簡(jiǎn)介

某煤礦達(dá)到穩(wěn)定可采厚度的煤層有四層：M0、M12、M13、M14，每層情況如下：

M0煤層：頂板厚1.8～2.5m，平均煤層厚度2.2m，煤層傾角約為23°。

M12煤層：頂板厚1.2～1.4m，平均煤層厚度1.3m。M12煤層距M0煤層間距60m。

M13煤層：距M12煤層8m。平均煤層厚度1.3m。

M14煤層：M13煤層之下，距M13煤層約8m，煤層平均厚度1.1m。

2 區(qū)域性防治突出措施

區(qū)域防突措施包括開采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯兩類。區(qū)域防突措施應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用開采保護(hù)層；當(dāng)煤層不具備開采保護(hù)層條件時(shí)，采用預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施 [1]。

2.1 保護(hù)層開采

開采保護(hù)層分為兩種：上保護(hù)層；下保護(hù)層。

2.1.1 保護(hù)層確定

礦區(qū)內(nèi)M12煤層和M13、M14煤層的層間距為8m，M12煤層和M0煤層的層間距為60m，在礦區(qū)內(nèi)M12煤層的煤與瓦斯突出已作鑒定，為不突出煤層，其余煤層未作鑒定，煤層均應(yīng)視為突出煤層，具有突出危險(xiǎn)性，但突出危險(xiǎn)程度不詳。

（1）根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》[1]中規(guī)定，急傾斜煤層上保護(hù)層最大保護(hù)垂距<60m，下保護(hù)層最大保護(hù)垂距<80m；緩傾斜和傾斜煤層上保護(hù)層最大保護(hù)垂距<50m，下保護(hù)層最大保護(hù)垂距<100m。

根據(jù)地質(zhì)資料，該礦煤層傾角α=23o，屬緩傾斜和傾斜煤層，M12、M13煤層的層間距為8m，M13、M14煤層的層間距為8m，可以確定M12煤層作為M13的保護(hù)層。M12煤層和M0煤層的層間距為60m，可以確定M0煤層不能作為M12煤層的保護(hù)層。

（2）根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》[1]中規(guī)定，開采下保護(hù)層時(shí)，不破壞上部被保護(hù)層的最小層間距可用下式計(jì)算：

H=KMcosα

式中：H——允許采用的最小層間距，（m）；

M——保護(hù)層的開采厚度，（1.3m）；

α——煤層傾角，（23°）；

K——冒落法頂板管理系數(shù)，K取10；

經(jīng)計(jì)算，M12煤層作M0煤層下保護(hù)層開采時(shí)，H=11.96m<15m，符合上述規(guī)定中選擇保護(hù)層的要求。

結(jié)合M12煤層煤與瓦斯突出鑒定結(jié)果，M12煤層沒有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，礦區(qū)內(nèi)煤層開采順序采用（M12煤層→M0煤層→M13煤層→M14煤層）開采。

2.1.2 保護(hù)層保護(hù)范圍的確定

首采M12煤層，M12煤層開采后對(duì)下面M13、M14煤層的有效保護(hù)范圍，應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)測(cè)資料確定，今后礦井在生產(chǎn)過程中應(yīng)加強(qiáng)實(shí)測(cè)工作，首次開采保護(hù)層（M12煤層）時(shí)，應(yīng)參照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》[1]，初步確定保護(hù)層（M12煤層）有效保護(hù)范圍。

（1）保護(hù)層與被保護(hù)層之間的最大保護(hù)垂距。

根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中規(guī)定，保護(hù)層與被保護(hù)層之間的最大保護(hù)垂距可參照2.1.1確定。

M12、M13煤層的層間距為8m，M13、M14煤層的層間距為8m，從2.1.1中可知，M12煤層開采后，對(duì)下面的M13、M14煤層能夠起到較好的保護(hù)效果。

（2）沿走向方向的保護(hù)范圍。若保護(hù)層采煤工作面停采時(shí)間超過3個(gè)月且卸壓比較充分，則該保護(hù)層采煤工作面對(duì)被保護(hù)層沿走向的保護(hù)范圍可按卸壓角δ=56°～60°對(duì)始采線、采止線及所留煤柱邊緣位置的邊界線進(jìn)行劃定。保護(hù)層工作面始采線、采止線和煤柱的影響范圍見圖1。

圖1 保護(hù)層工作面始采線、采止線和煤柱的影響范圍

（3）沿傾斜方向的保護(hù)范圍。開采M12煤層時(shí)，設(shè)計(jì)開采長(zhǎng)度為120m，因煤層傾角為23°，卸壓角為75°，那么可得出M13煤層保護(hù)長(zhǎng)度為115m，保護(hù)層工作面沿傾斜方向的保護(hù)范圍見圖2。

（4）開采保護(hù)層區(qū)域防突措施應(yīng)當(dāng)符合《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》[1]第四十七條要求。

圖2 保護(hù)層工作面沿傾斜方向的保護(hù)范圍

2.2 預(yù)抽煤層瓦斯

2.2.1 地面預(yù)抽

國(guó)外有條件的礦區(qū)應(yīng)優(yōu)先選用地面井預(yù)抽煤層瓦斯的區(qū)域防突措施，因?yàn)榈孛骖A(yù)抽安全系數(shù)高，但我國(guó)目前對(duì)于該措施的地面井布置等相關(guān)技術(shù)參數(shù)、效果等還缺少必要的試驗(yàn)考察，且該地區(qū)內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此暫不考慮在地面施鉆預(yù)抽。

2.2.2 井下預(yù)抽

根據(jù)礦井開拓開采巷道布置、煤層的賦存條件和礦井實(shí)際情況，考慮采用如下預(yù)抽煤層瓦斯的方式。

（1）穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯。由于開采M12煤層時(shí)，M12煤層為沒有突出危險(xiǎn)性，為保護(hù)層開采。根據(jù)礦井開拓開采巷道布置和煤層的賦存條件，在M13、M14煤層不布置專用瓦斯抽放巷，在M12煤層巷道內(nèi)底板向M13、M14煤層（瓦斯抽放巷距M13煤層8m，距M14煤層8m），穿層鉆孔預(yù)抽M13煤層M14煤層瓦斯的煤巷條帶煤層瓦斯的區(qū)域防突措施。在井巷施工作業(yè)過程中要按規(guī)定對(duì)工作面防突效果驗(yàn)證，真正達(dá)到消除突出危險(xiǎn)性。

（2）順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯的區(qū)域防突措施。該礦M12煤層沒有突出危險(xiǎn)性，M13，M14煤層具有突出危險(xiǎn)性。以M13煤層為例，煤層平均厚度為1.3m。采用順層鉆孔方式，鉆孔深度為0.8m。

（3）穿層鉆孔預(yù)抽石門（含斜井）揭煤區(qū)域煤層瓦斯。該防突措施應(yīng)當(dāng)在揭煤工作面距煤層的最小法向距離7m以前實(shí)施。由水平主石門向M12煤層打5個(gè)鉆孔。鉆孔時(shí)應(yīng)保證最小的控制范圍為石門揭煤處石門揭煤處巷道輪廓線外12m，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線的最小距離≥5m。石門揭煤工作面穿層鉆孔預(yù)抽區(qū)域煤層瓦斯措施見圖4。

（4）順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯。鉆孔應(yīng)控制的條帶長(zhǎng)度≥60m，巷道兩側(cè)的控制范圍是：煤層巷道上幫輪廓線外至少15m，下幫至少15m。鉆孔控制范圍均為沿層面的距離。煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)抽煤層瓦斯措施見圖5。

3 結(jié)語(yǔ)

開采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯是目前煤礦開采運(yùn)行過程中防治煤與瓦斯突出普遍使用的方法，且效果較好。與此同時(shí)結(jié)合局部綜合防突措施能有效降低煤與瓦斯突出風(fēng)險(xiǎn)，提高安全管理水平，減少生命財(cái)產(chǎn)損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》（國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第63號(hào)）[S].

作者簡(jiǎn)介：李霜（1990），女，初級(jí)職稱，2012年7月畢業(yè)于西南科技大學(xué)安全工程專業(yè)，畢業(yè)后進(jìn)入貴州天寶礦產(chǎn)資源股份有限公司工作，現(xiàn)工作于四川勞研科技有限公司，研究方向?yàn)榘踩u(píng)價(jià)、安全管理等。