煤礦保護(hù)層比選論證研究

高超

摘 要：煤炭采煤機(jī)械裝備水平的不斷提升、支護(hù)手段的加強(qiáng)、煤炭資源的逐漸減少以及煤炭深加工技術(shù)的發(fā)展，使原先的不可采煤層變?yōu)榭刹擅簩樱岣吡速Y源的利用率，因此，編制了《六盤水市鐘山區(qū)鎮(zhèn)藝煤礦二采區(qū)保護(hù)層開采比選論證報(bào)告》。

關(guān)鍵詞：煤礦保護(hù)層;開采;技術(shù);比選論證

為全面貫徹黨和國(guó)家的安全方針和理念，嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)有區(qū)域和局部的綜合防突措施。隨著現(xiàn)有設(shè)備的不斷完善和升級(jí)，煤炭開采的發(fā)展和進(jìn)步加快，煤層的利用率提高，對(duì)煤礦保護(hù)層比選論證進(jìn)行研究。因此，為確保我礦二采區(qū)保護(hù)層選擇合理、經(jīng)濟(jì)，對(duì)我礦二采區(qū)厚度在0.30 m以上的煤層進(jìn)行比選論證，特編制《六盤水市鐘山區(qū)鎮(zhèn)藝煤礦二采區(qū)保護(hù)層開采比選論證報(bào)告》。

1 礦井概況

貴州萬(wàn)勝恒通礦業(yè)有限責(zé)任公司鎮(zhèn)藝煤礦（以下簡(jiǎn)稱鎮(zhèn)藝煤礦）位于貴州省六盤水市鐘山區(qū)汪家寨鎮(zhèn)新塘村，井田面積0.742 2 km2，礦井（突出礦井）絕對(duì)瓦斯涌出濃度為2.66 m3/t，相對(duì)瓦斯涌出濃度為15.83 m3/t。全組含煤? ? ? ?28層左右，平均總厚度18.50 m，含煤系數(shù)5.27%，水平標(biāo)高為+1 532.00 m。其中，二采區(qū)0.30 m以上煤層有8層，位于龍?zhí)督M上、中、下段，自上而下分別為C605、C601、C504、C409、C407、C406d、C406c、C101b煤層（見表1）。該礦區(qū)的地層走向，南部接近東西方向，向北逐漸變?yōu)楸睎|方向;傾角由南向北變緩（40°～13°）。

2 ? 區(qū)域防突措施

在對(duì)突出煤層進(jìn)行采掘前，需要對(duì)區(qū)域?qū)嵭蟹劳淮胧话銇?lái)說(shuō)，包括兩類：保護(hù)層和穿層預(yù)抽煤層瓦斯。根據(jù)鎮(zhèn)藝煤礦的實(shí)際情況以及《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定[1]，要選擇合適的開采保護(hù)層。對(duì)于鎮(zhèn)藝煤礦來(lái)說(shuō)，二采區(qū)開采范圍內(nèi)具備保護(hù)層開采安全技術(shù)條件，所以，選擇保護(hù)層開采作為二采區(qū)綜合區(qū)域防突措施之一。

3 ? 二采區(qū)保護(hù)層開采比選論證

3.1? 二采區(qū)煤層開采順序合理性論證

根據(jù)貴州創(chuàng)新礦冶工程開發(fā)有限責(zé)任公司2020年3月編制的《六盤水市鐘山區(qū)鎮(zhèn)藝煤礦二采區(qū)安全設(shè)施設(shè)計(jì)（變更）》，礦井二采區(qū)煤層開采順序?yàn)樽陨隙?，從C605到C101b。掘進(jìn)時(shí)，通過(guò)探放水得知，二采區(qū)C504、C601煤層均已采空，C605煤層厚度僅為0.50 m，且C605煤層與C409煤層的層間距為65.00 m。從保護(hù)效果、經(jīng)濟(jì)合理等多方面考慮，C605煤層屬于不可采煤層。因此，礦井按照自上而下的煤層開采順序是合理的[2]。

3.2? 各煤層瓦斯情況

本次鎮(zhèn)藝煤礦的瓦斯壓力和含量采用直接法測(cè)定，通過(guò)計(jì)算得出鎮(zhèn)藝煤礦各煤層瓦斯壓力以及含量如表2～3所示。

3.3? 首采保護(hù)層比選論證

根據(jù)以上論證和數(shù)據(jù)，可供比選的煤層為C605煤層和C409煤層。C605煤層位于煤系的最頂部，與飛仙下段的底部泥灰?guī)r接觸，泥灰?guī)r厚度為0.50～1.00 m，煤層平均厚度為0.50 m，且含硫4.5%、灰分25.0%。C605煤層屬于不可采煤層，與C409和C407煤層的垂直間距均超過(guò)50.00 m，無(wú)法對(duì)下覆C409、C407煤層起到保護(hù)作用;該煤層位于煤系地層最頂部，臨近地表開采期間頂板管理、防治水工作難度提高，安全風(fēng)險(xiǎn)增大，所以從各方面綜合考慮，C605煤層不能作為保護(hù)層。C409煤層位于中部，下分層開采后，剩余平均厚度約為2.14 m，該煤層與下覆C407煤層的層間距為7.00 m，與下覆C406d煤層的層間距為20.00 m（小于垂直間距50.00 m）。礦井在二采區(qū)范圍屬整合前原老鎮(zhèn)藝煤礦開采區(qū)域，二采區(qū)走向范圍全部及垂深范圍+1 388.00 m以上的C409煤層。在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，原老鎮(zhèn)藝煤礦進(jìn)行了下分層開采，開采厚度為2.00 m;二采區(qū)設(shè)計(jì)開采C409煤上分層，由于下分層的開采，上分層煤層瓦斯得到了充分釋放。二采區(qū)C504煤層已采空，開采后對(duì)下覆C409煤層有一定的保護(hù)作用。標(biāo)高在+1 462.20 m水平檢測(cè)的C409煤層瓦斯?jié)舛葹?.89 m3/t，少于區(qū)域突出危險(xiǎn)的臨界值8.00 m3/t，二采區(qū)C409煤層首采面最低標(biāo)高預(yù)計(jì)在+1 500.00 m以上，所以選擇C409煤層作為二采區(qū)保護(hù)層進(jìn)行回采。

綜上所述，C409煤層作為保護(hù)層進(jìn)行回采，從各方面綜合考慮均優(yōu)于C605煤層，所以，選擇C409煤層作為二采區(qū)首采保護(hù)層。

3.4? 保護(hù)層與被保護(hù)層之間的有效垂距

開采導(dǎo)致其他位置的巖層和煤層移動(dòng)，根據(jù)卸壓程度，將垂直保護(hù)層分為? ? ? ? ?3層：冒落帶、移動(dòng)帶和彈塑性變形帶。抽放瓦斯會(huì)擴(kuò)大保護(hù)層的有效層間垂距，但是可以根據(jù)情況而定? ?（見表4）[3]。

二采區(qū)所選定的C409煤層上、下保護(hù)層開采與下被保護(hù)層C407煤層間的最大垂距為7 m，完全滿足有效垂距要求，故選擇C409煤層作保護(hù)層開采[4]。

4?結(jié)語(yǔ)

根據(jù)礦井的實(shí)際情況，合理分配開采順序能夠保證開采工作順利進(jìn)行。二采區(qū)C601、C504煤層已采空，C605煤層達(dá)不到保護(hù)層開采效果，通過(guò)各個(gè)方面的綜合性分析和比較，選擇C409煤層作為首保層是正確的。

[參考文獻(xiàn)]

[1]貴州省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，貴州煤礦安全監(jiān)察局，貴州省能源局.關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)煤與瓦斯突出防治工作的意見（黔安監(jiān)煤礦〔2016〕12號(hào)）[EB/OL].（2016-11-07）[2021-06-20].https：//wenku.baidu.com/view/290a07f8b42acfc789eb172ded630b1c58ee9b97.html.

[2]貴州省能源局.關(guān)于對(duì)2019年貴州省煤礦瓦斯等級(jí)鑒（測(cè)）定結(jié)果的公告（2020年2號(hào)）[EB/OL].（2020-01-15）[2021-06-20].http：//nyj.guizhou.gov.cn/xwzx/gsgg/202001/t20200115_43128257.html.

[3]國(guó)家煤礦安監(jiān)局.防治煤與瓦斯突出細(xì)則（煤安監(jiān)技裝〔2019〕28號(hào)）[EB/OL].（2019-08-21）[2021-06-20].http：//www.gov.cn/xinwen/2019-08/21/content_5423024.htm.

[4]陜西煤礦安全監(jiān)察局.煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法（AQ/T1047-2007）[EB/OL].（2018-12-18）[2021-06-20].http：//www.smaj.gov.cn/3-338-content.aspx.