煤矿保护层比选论证研究

高超

摘 要：煤炭采煤機械装备水平的不断提升、支护手段的加强、煤炭资源的逐渐减少以及煤炭深加工技术的发展，使原先的不可采煤层变为可采煤层，提高了资源的利用率，因此，编制了《六盘水市钟山区镇艺煤矿二采区保护层开采比选论证报告》。

关键词：煤矿保护层;开采;技术;比选论证

为全面贯彻党和国家的安全方针和理念，严格执行现有区域和局部的综合防突措施。随着现有设备的不断完善和升级，煤炭开采的发展和进步加快，煤层的利用率提高，对煤矿保护层比选论证进行研究。因此，为确保我矿二采区保护层选择合理、经济，对我矿二采区厚度在0.30 m以上的煤层进行比选论证，特编制《六盘水市钟山区镇艺煤矿二采区保护层开采比选论证报告》。

1 矿井概况

贵州万胜恒通矿业有限责任公司镇艺煤矿（以下简称镇艺煤矿）位于贵州省六盘水市钟山区汪家寨镇新塘村，井田面积0.742 2 km2，矿井（突出矿井）绝对瓦斯涌出浓度为2.66 m3/t，相对瓦斯涌出浓度为15.83 m3/t。全组含煤       28层左右，平均总厚度18.50 m，含煤系数5.27%，水平标高为+1 532.00 m。其中，二采区0.30 m以上煤层有8层，位于龙潭组上、中、下段，自上而下分别为C605、C601、C504、C409、C407、C406d、C406c、C101b煤层（见表1）。该矿区的地层走向，南部接近东西方向，向北逐渐变为北东方向;倾角由南向北变缓（40°～13°）。

2   区域防突措施

在对突出煤层进行采掘前，需要对区域实行防突措施，一般来说，包括两类：保护层和穿层预抽煤层瓦斯。根据镇艺煤矿的实际情况以及《煤矿安全规程》规定[1]，要选择合适的开采保护层。对于镇艺煤矿来说，二采区开采范围内具备保护层开采安全技术条件，所以，选择保护层开采作为二采区综合区域防突措施之一。

3   二采区保护层开采比选论证

3.1  二采区煤层开采顺序合理性论证

根据贵州创新矿冶工程开发有限责任公司2020年3月编制的《六盘水市钟山区镇艺煤矿二采区安全设施设计（变更）》，矿井二采区煤层开采顺序为自上而下，从C605到C101b。掘进时，通过探放水得知，二采区C504、C601煤层均已采空，C605煤层厚度仅为0.50 m，且C605煤层与C409煤层的层间距为65.00 m。从保护效果、经济合理等多方面考虑，C605煤层属于不可采煤层。因此，矿井按照自上而下的煤层开采顺序是合理的[2]。

3.2  各煤层瓦斯情况

本次镇艺煤矿的瓦斯压力和含量采用直接法测定，通过计算得出镇艺煤矿各煤层瓦斯压力以及含量如表2～3所示。

3.3  首采保护层比选论证

根据以上论证和数据，可供比选的煤层为C605煤层和C409煤层。C605煤层位于煤系的最顶部，与飞仙下段的底部泥灰岩接触，泥灰岩厚度为0.50～1.00 m，煤层平均厚度为0.50 m，且含硫4.5%、灰分25.0%。C605煤层属于不可采煤层，与C409和C407煤层的垂直间距均超过50.00 m，无法对下覆C409、C407煤层起到保护作用;该煤层位于煤系地层最顶部，临近地表开采期间顶板管理、防治水工作难度提高，安全风险增大，所以从各方面综合考虑，C605煤层不能作为保护层。C409煤层位于中部，下分层开采后，剩余平均厚度约为2.14 m，该煤层与下覆C407煤层的层间距为7.00 m，与下覆C406d煤层的层间距为20.00 m（小于垂直间距50.00 m）。矿井在二采区范围属整合前原老镇艺煤矿开采区域，二采区走向范围全部及垂深范围+1 388.00 m以上的C409煤层。在当时的技术条件下，原老镇艺煤矿进行了下分层开采，开采厚度为2.00 m;二采区设计开采C409煤上分层，由于下分层的开采，上分层煤层瓦斯得到了充分释放。二采区C504煤层已采空，开采后对下覆C409煤层有一定的保护作用。标高在+1 462.20 m水平检测的C409煤层瓦斯浓度为6.89 m3/t，少于区域突出危险的临界值8.00 m3/t，二采区C409煤层首采面最低标高预计在+1 500.00 m以上，所以选择C409煤层作为二采区保护层进行回采。

综上所述，C409煤层作为保护层进行回采，从各方面综合考虑均优于C605煤层，所以，选择C409煤层作为二采区首采保护层。

3.4  保护层与被保护层之间的有效垂距

开采导致其他位置的岩层和煤层移动，根据卸压程度，将垂直保护层分为         3层：冒落带、移动带和弹塑性变形带。抽放瓦斯会扩大保护层的有效层间垂距，但是可以根据情况而定   （见表4）[3]。

二采区所选定的C409煤层上、下保护层开采与下被保护层C407煤层间的最大垂距为7 m，完全满足有效垂距要求，故选择C409煤层作保护层开采[4]。

4 结语

根据矿井的实际情况，合理分配开采顺序能够保证开采工作顺利进行。二采区C601、C504煤层已采空，C605煤层达不到保护层开采效果，通过各个方面的综合性分析和比较，选择C409煤层作为首保层是正确的。

[参考文献]

[1]贵州省安全生产监督管理局，贵州煤矿安全监察局，贵州省能源局.关于进一步加强煤与瓦斯突出防治工作的意见（黔安监煤矿〔2016〕12号）[EB/OL].（2016-11-07）[2021-06-20].https：//wenku.baidu.com/view/290a07f8b42acfc789eb172ded630b1c58ee9b97.html.

[2]贵州省能源局.关于对2019年贵州省煤矿瓦斯等级鉴（测）定结果的公告（2020年2号）[EB/OL].（2020-01-15）[2021-06-20].http：//nyj.guizhou.gov.cn/xwzx/gsgg/202001/t20200115_43128257.html.

[3]国家煤矿安监局.防治煤与瓦斯突出细则（煤安监技装〔2019〕28号）[EB/OL].（2019-08-21）[2021-06-20].http：//www.gov.cn/xinwen/2019-08/21/content_5423024.htm.

[4]陕西煤矿安全监察局.煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法（AQ/T1047-2007）[EB/OL].（2018-12-18）[2021-06-20].http：//www.smaj.gov.cn/3-338-content.aspx.