某煤礦區域綜合防突措施研究

摘 要：煤礦地下開采難度大、風險高、投入金額大。突出事故造成人員傷亡慘重，財產損失嚴重，因此，結合安全生產現狀，某煤礦制定出區域綜合防突措施，對提高本質安全化水平有一定幫助。

關鍵詞：煤礦；突出；區域防突

1 某煤礦情況簡介

某煤礦達到穩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 區域性防治突出措施

區域防突措施包括開采保護層和預抽煤層瓦斯兩類。區域防突措施應當優先采用開采保護層；當煤層不具備開采保護層條件時，采用預抽煤層瓦斯區域防突措施 [1]。

2.1 保護層開采

開采保護層分為兩種：上保護層；下保護層。

2.1.1 保護層確定

礦區內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，在礦區內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，煤層均應視為突出煤層，具有突出危險性，但突出危險程度不詳。

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

根據地質資料，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煤層的保護層。

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

H=KMcosα

式中：H——允許采用的最小層間距，（m）；

M——保護層的開采厚度，（1.3m）；

α——煤層傾角，（23°）；

K——冒落法頂板管理系數，K取10；

經計算，M12煤層作M0煤層下保護層開采時，H=11.96m<15m，符合上述規定中選擇保護層的要求。

結合M12煤層煤與瓦斯突出鑒定結果，M12煤層沒有煤與瓦斯突出危險性，礦區內煤層開采順序采用（M12煤層→M0煤層→M13煤層→M14煤層）開采。

2.1.2 保護層保護范圍的確定

首采M12煤層，M12煤層開采后對下面M13、M14煤層的有效保護范圍，應根據礦井實測資料確定，今后礦井在生產過程中應加強實測工作，首次開采保護層（M12煤層）時，應參照《防治煤與瓦斯突出規定》[1]，初步確定保護層（M12煤層）有效保護范圍。

（1）保護層與被保護層之間的最大保護垂距。

根據《防治煤與瓦斯突出規定》中規定，保護層與被保護層之間的最大保護垂距可參照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，對下面的M13、M14煤層能夠起到較好的保護效果。

（2）沿走向方向的保護范圍。若保護層采煤工作面停采時間超過3個月且卸壓比較充分，則該保護層采煤工作面對被保護層沿走向的保護范圍可按卸壓角δ=56°～60°對始采線、采止線及所留煤柱邊緣位置的邊界線進行劃定。保護層工作面始采線、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）沿傾斜方向的保護范圍。開采M12煤層時，設計開采長度為120m，因煤層傾角為23°，卸壓角為75°，那么可得出M13煤層保護長度為115m，保護層工作面沿傾斜方向的保護范圍見圖2。

（4）開采保護層區域防突措施應當符合《防治煤與瓦斯突出規定》[1]第四十七條要求。

圖2 保護層工作面沿傾斜方向的保護范圍

2.2 預抽煤層瓦斯

2.2.1 地面預抽

國外有條件的礦區應優先選用地面井預抽煤層瓦斯的區域防突措施，因為地面預抽安全系數高，但我國目前對于該措施的地面井布置等相關技術參數、效果等還缺少必要的試驗考察，且該地區內地質結構復雜，因此暫不考慮在地面施鉆預抽。

2.2.2 井下預抽

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

（1）穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯。由于開采M12煤層時，M12煤層為沒有突出危險性，為保護層開采。根據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），穿層鉆孔預抽M13煤層M14煤層瓦斯的煤巷條帶煤層瓦斯的區域防突措施。在井巷施工作業過程中要按規定對工作面防突效果驗證，真正達到消除突出危險性。

（2）順層鉆孔預抽煤層瓦斯的區域防突措施。該礦M12煤層沒有突出危險性，M13，M14煤層具有突出危險性。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）穿層鉆孔預抽石門（含斜井）揭煤區域煤層瓦斯。該防突措施應當在揭煤工作面距煤層的最小法向距離7m以前實施。由水平主石門向M12煤層打5個鉆孔。鉆孔時應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，同時還應當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抽區域煤層瓦斯措施見圖4。

（4）順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯。鉆孔應控制的條帶長度≥60m，巷道兩側的控制范圍是：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。煤巷掘進工作面預抽煤層瓦斯措施見圖5。

3 結語

開采保護層和預抽煤層瓦斯是目前煤礦開采運行過程中防治煤與瓦斯突出普遍使用的方法，且效果較好。與此同時結合局部綜合防突措施能有效降低煤與瓦斯突出風險，提高安全管理水平，減少生命財產損失。

參考文獻：

[1]《防治煤與瓦斯突出規定》（國家安全生產監督管理總局令第63號）[S].

作者簡介：李霜（1990），女，初級職稱，2012年7月畢業于西南科技大學安全工程專業，畢業后進入貴州天寶礦產資源股份有限公司工作，現工作于四川勞研科技有限公司，研究方向為安全評價、安全管理等。