深部遠距離煤層群卸壓主控因素及首采層優選方法研究

王中華,曹建軍

(1.中煤科工集團重慶研究院有限公司 瓦斯研究分院，重慶 400037；2.中煤科工集團重慶研究院有限公司瓦斯災害監控與應急技術國家重點實驗室，重慶 400037)

0 引 言

煤炭是我國的主導能源，到2030 年煤炭占一次能源消費的比例仍在50%以上，煤炭仍將是保障我國能源安全穩定的基礎能源[1-2]。然而，我國53%的資源埋深在千米以下，隨著開采能力和機械化程度的提高，礦井正以平均每年8～25 m(局部達40 m)的速度向深部延伸[3]，采深最大的已超過1 300 m[4]，深部礦井煤與瓦斯突出(簡稱“突出”)危險性顯著加大[5]。

突出是地應力、瓦斯和煤的物理力學性質共同作用的結果[6]，是煤礦井下一種復雜動力現象，突出機理復雜、影響因素眾多[7-8]，突出防治仍是一項世界性難題。國內外學者對深井突出機理進行了大量研究，普遍認為高應力的作用顯著加強[9]，我國安徽、遼寧、江西等省份深部礦井均出現了以地應力為主導的動力災害[10-11]，深井突出防治應采取有效的卸壓方法[12]。開采保護層被國內外實踐證明是防治突出的一種最經濟、最可靠的卸壓措施[13]，保護層開采結合被保護層卸壓瓦斯抽采已成為我國煤礦優先推廣的一種區域性瓦斯治災技術[14]，部分礦井甚至選擇巖層作為保護層開采[15]。

我國煤礦煤層群保護層開采主要依據《防治煤與瓦斯突出細則》進行[16]，其只定性的給出了對于不同煤層類別的保護層選取方法和有效保護垂距范圍。但是，深部礦井采動卸壓影響程度有別于淺部礦井，遠距離煤層群保護層開采卸壓效果還與保護層采高、煤層層間距、被保護層厚度等因素有關[17]。……