煤礦保護層比選論證研究

高超

摘 要：煤炭采煤機械裝備水平的不斷提升、支護手段的加強、煤炭資源的逐漸減少以及煤炭深加工技術的發展，使原先的不可采煤層變為可采煤層，提高了資源的利用率，因此，編制了《六盤水市鐘山區鎮藝煤礦二采區保護層開采比選論證報告》。

關鍵詞：煤礦保護層;開采;技術;比選論證

為全面貫徹黨和國家的安全方針和理念，嚴格執行現有區域和局部的綜合防突措施。隨著現有設備的不斷完善和升級，煤炭開采的發展和進步加快，煤層的利用率提高，對煤礦保護層比選論證進行研究。因此，為確保我礦二采區保護層選擇合理、經濟，對我礦二采區厚度在0.30 m以上的煤層進行比選論證，特編制《六盤水市鐘山區鎮藝煤礦二采區保護層開采比選論證報告》。

1 礦井概況

貴州萬勝恒通礦業有限責任公司鎮藝煤礦（以下簡稱鎮藝煤礦）位于貴州省六盤水市鐘山區汪家寨鎮新塘村，井田面積0.742 2 km2，礦井（突出礦井）絕對瓦斯涌出濃度為2.66 m3/t，相對瓦斯涌出濃度為15.83 m3/t。全組含煤? ? ? ?28層左右，平均總厚度18.50 m，含煤系數5.27%，水平標高為+1 532.00 m。其中，二采區0.30 m以上煤層有8層，位于龍潭組上、中、下段，自上而下分別為C605、C601、C504、C409、C407、C406d、C406c、C101b煤層（見表1）。該礦區的地層走向，南部接近東西方向，向北逐漸變為北東方向;傾角由南向北變緩（40°～13°）。

2 ? 區域防突措施

在對突出煤層進行采掘前，需要對區域實行防突措施，一般來說，包括兩類：保護層和穿層預抽煤層瓦斯。根據鎮藝煤礦的實際情況以及《煤礦安全規程》規定[1]，要選擇合適的開采保護層。對于鎮藝煤礦來說，二采區開采范圍內具備保護層開采安全技術條件，所以，選擇保護層開采作為二采區綜合區域防突措施之一。

3 ? 二采區保護層開采比選論證

3.1? 二采區煤層開采順序合理性論證

根據貴州創新礦冶工程開發有限責任公司2020年3月編制的《六盤水市鐘山區鎮藝煤礦二采區安全設施設計（變更）》，礦井二采區煤層開采順序為自上而下，從C605到C101b。掘進時，通過探放水得知，二采區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。從保護效果、經濟合理等多方面考慮，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

本次鎮藝煤礦的瓦斯壓力和含量采用直接法測定，通過計算得出鎮藝煤礦各煤層瓦斯壓力以及含量如表2～3所示。

3.3? 首采保護層比選論證

根據以上論證和數據，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巖接觸，泥灰巖厚度為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50.00 m，無法對下覆C409、C407煤層起到保護作用;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，安全風險增大，所以從各方面綜合考慮，C605煤層不能作為保護層。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）。礦井在二采區范圍屬整合前原老鎮藝煤礦開采區域，二采區走向范圍全部及垂深范圍+1 388.00 m以上的C409煤層。在當時的技術條件下，原老鎮藝煤礦進行了下分層開采，開采厚度為2.00 m;二采區設計開采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C504煤層已采空，開采后對下覆C409煤層有一定的保護作用。標高在+1 462.20 m水平檢測的C409煤層瓦斯濃度為6.89 m3/t，少于區域突出危險的臨界值8.00 m3/t，二采區C409煤層首采面最低標高預計在+1 500.00 m以上，所以選擇C409煤層作為二采區保護層進行回采。

綜上所述，C409煤層作為保護層進行回采，從各方面綜合考慮均優于C605煤層，所以，選擇C409煤層作為二采區首采保護層。

3.4? 保護層與被保護層之間的有效垂距

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

二采區所選定的C409煤層上、下保護層開采與下被保護層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煤層作保護層開采[4]。

4?結語

根據礦井的實際情況，合理分配開采順序能夠保證開采工作順利進行。二采區C601、C504煤層已采空，C605煤層達不到保護層開采效果，通過各個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]

[1]貴州省安全生產監督管理局，貴州煤礦安全監察局，貴州省能源局.關于進一步加強煤與瓦斯突出防治工作的意見（黔安監煤礦〔2016〕12號）[EB/OL].（2016-11-07）[2021-06-20].https：//wenku.baidu.com/view/290a07f8b42acfc789eb172ded630b1c58ee9b97.html.

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

[3]國家煤礦安監局.防治煤與瓦斯突出細則（煤安監技裝〔2019〕28號）[EB/OL].（2019-08-21）[2021-06-20].http：//www.gov.cn/xinwen/2019-08/21/content_5423024.htm.

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