高瓦斯煤层群开采保护层效果及有效保护范围研究.pdf
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1、1142023 年第 9 期收稿日期 2023-07-23作者简介 王镇(1986),男,山东枣庄人,2011 年毕业于中国矿业大学采矿工程专业,本科,工程师,主要从事矿井“一通三防”管理、防突治理及火工品管理等工作。高瓦斯煤层群开采保护层效果及有效保护范围研究王 镇 颜叶成(山东省三河口矿业有限责任公司,山东 枣庄 277000)摘 要 东于煤业有限公司为高瓦斯矿井,煤层赋存瓦斯压力较大,瓦斯含量较高,瓦斯治理难度大,给矿井安全生产带来了极大困扰。为进一步提升矿井瓦斯治理水平,探索了近距离多煤层保护层对下邻近煤层瓦斯释放效果的影响。以上保护层开采为理论基础,向被保护层施工考察钻孔,定期观察钻
2、孔内瓦斯压力、瓦斯含量等参数的变化规律,分析 03#煤层开采对 2#煤层瓦斯释放效果及有效保护范围。结果表明:03#煤层开采后,2#煤层膨胀变形量 25 mm,膨胀率达到 9.8,2#煤层有 3.323.48 m3/t 的瓦斯被释放,被保护煤层受到了较好的保护。关键词 高瓦斯;保护层;钻孔;瓦斯治理中图分类号 TD712 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.09.036Research on the Effect and Effective Protection Range of Protective Layer in High Gas Coal
3、 Seam Group MiningWang Zhen Yan Yecheng(Shandong Sanhekou Mining Co.,Ltd.,Shandong Zaozhuang 277000)Abstract:Dongyu Coal Industry Co.,Ltd.is a high gas mine with high gas pressure and high gas content in the coal seams,making it difficult to control gas and posing great challenges to the safety prod
4、uction of the mine.In order to further improve the level of mine gas control,the impact of close range multi seam protection layers on the gas release effect of adjacent coal seams was explored.Based on the theoretical foundation of the above protective layer mining,inspect the boreholes during the
5、construction of the protected layer,regularly observe the changes in parameters such as gas pressure and gas content inside the boreholes,and analyze the gas release effect and effective protection range of the 03#coal seam mining on the 2#coal seam.The results show that after the mining of the 03#c
6、oal seam,the expansion deformation of the 2#coal seam is 25 mm,and the expansion rate reaches 9.8.The 2#coal seam has 3.32-3.48 m3/t of gas released,and the protected coal seam is well protected.Key words:high gas;protective layer;borehole;gas governance王 镇等:高瓦斯煤层群开采保护层效果及有效保护范围研究灾害防治与职业健康1 概况东于煤业有限
7、公司为高瓦斯矿井,自上而下逐层开采 03#、2#、4#、5#、6#、8#、9#煤层。03#煤层的 03304 工作面为上保护层工作面,采用综合机械化采煤工艺,全部垮落法管理顶板,工作面走向长768.4 m,倾向长 196.5 m。03#煤层平均煤厚 1.6 m,直接顶为灰色砂质泥岩,基本顶为灰黑色泥岩,直接底为灰色细砂岩,基本底为灰黑色泥岩。2#煤层作为被保护层,平均煤厚 2.5 m,煤层倾角平均 9,距 03#煤层平均 7 m。2 保护层效果考察方案2.1 考察内容及方法上保护层开采使得周围的岩层及煤层朝着采空区方向出现位移和变形,地应力出现变化,被保护层卸压,煤层膨胀变形产生裂隙,瓦斯解吸
8、、透气性增高,进而引起下邻近层内瓦斯压力和瓦斯含量1152023 年第 9 期王 镇等:高瓦斯煤层群开采保护层效果及有效保护范围研究发生变化1。向被保护层施工钻孔,安设相应的仪器和设备,定期观测煤层瓦斯压力、含量等数据。为避免对正常生产时造成影响,选择在 03304 工作面停采线以外的胶带顺槽、轨道顺槽钻场内布置穿层考察钻孔,测定分析 03#煤层回采后其下方 2#煤层瓦斯压力、含量等相关参数的变化规律,进而确定 03#煤层开采对 2#煤层的保护范围,并对保护效果进行分析。2.2 2#煤层考察钻孔的布置1 号、2 号钻场布置在 03304 工作面胶带顺槽和轨道顺槽停采线边缘处,在两个钻场共计施工
9、穿层钻孔 16 个,钻孔进入 2#煤层底板 1 m。其中 1、2 号钻孔用来测定 2#煤层原始瓦斯含量;3 号钻孔在 03304 工作面回采结束 2 个月后测定 2#煤层残余瓦斯含量;4 号钻孔用来分析 2#煤层的变形规律;58 号钻孔用来分析 03#煤层在倾斜上部对 2#煤层的保护效果及保护范围;912 号钻孔用来分析 03#煤层在倾斜下部对 2#煤层的保护效果及保护范围;1316 号钻孔用来分析 03#煤层在走向上对 2#煤层的保护效果及保护范围2。在满足钻孔施工要求的同时,减少钻孔裂隙对数据造成的影响,钻孔采用94 mm 钻头施工,并严格按“两堵一注”的封孔工艺对钻孔进行封孔。钻孔施工参
10、数见表 1。表 1 钻孔施工参数表钻孔编号钻孔直径/mm倾角/()方位角/()钻孔长度/m穿煤长度/m穿底板长度/m备注194-17.01835.08.51.0测定瓦斯含量2-15.01839.09.51.0测定瓦斯含量3-14.01943.010.41.0测定残余瓦斯含量4-12.01948.011.41.0测定煤层变形量5-12.03546.011.81.0测定瓦斯压力6-12.03546.011.81.0测定瓦斯压力7-12.03546.011.81.0测定瓦斯压力8-12.03546.011.81.0测定瓦斯压力9-12.02546.011.81.0测定瓦斯压力10-12.02546.
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