低透气性煤层群
低透气性煤层群
无煤柱煤与瓦斯共采关键技术
（淮南矿业集团2009年6月）
一、技术产生背景、创新成果及推广应用情况
我国大多数矿区地质构造复杂，煤岩松软，煤层具有高瓦斯、低透气性、高吸附性的特点，尤其是低渗透率和非均质性的特性，难以在采煤前直接从地面抽采煤层气。近年来，随着开采规模扩大和开采深度的迅速增加，深部开采带来的高瓦斯、高地压问题，成为淮南等矿区低透气性煤层群高效安全开采亟待解决的技术
难题。
世界上主要的煤炭生产国家都致力于深部煤层群开采的研究。对于深部煤层群开采面临的瓦斯问题，国内外研究表明：低透气性煤层群瓦斯治理技术方向是：首采关键层沿空留巷Y型通风无煤柱煤与瓦斯共采技术。
由设在淮南矿业集团的煤矿瓦斯治理国家工程研究中心联合有关煤矿企业、科研院所研发成功的低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术实现了基于锚杆支护的留巷围岩控制、无煤柱Y型通风煤与瓦斯共采。采用Y型或H型通风方式解决了U型通风工作面上隅角瓦斯积聚超限难题，实现了工作面回风流瓦斯浓度降至0.8%以下，为煤矿杜绝瓦斯爆炸事故创造了前提条
件；利用采空区所留巷道，施工顶、底板穿层钻孔，采用留巷替代了抽采瓦斯专用岩巷，大大降低了瓦斯治理成本；留巷钻孔法连续高效抽采采空区和邻近层瓦斯，实现了连续抽采卸压瓦斯，瓦斯抽采率达70%以上，抽采出的高浓度瓦斯可直接利用，大大降低了瓦斯利用成本，为煤矿安全高效开采提供了科学可靠的技术途径。本项技术为国内外首创，具有完全自主知识产权，居于国际领先水平，实现了理论、技术的重大突破和工艺装备、材料的集成创新，实现了瓦斯抽采和利用的最大化。目前，已获得3项发明专利，12项实用新型专利，9项专利已被受理，在淮南、皖北、铁法等矿区近20个工作面得到推广应用，并取得了显著的安全技术经济效益。
二、无煤柱煤与瓦斯共采技术原理
低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术，采用沿空留巷Y型通风一体化，解决高瓦斯、高地应力、高地温的煤层群进入深部开采面临的瓦斯治理、巷道支护、煤炭开采等重大安全生产技术难题，即：首采关键卸压层，沿首采面采空区边缘快速机械化构筑高强支撑墙体将回采巷道保留下来。在留巷内布置钻孔抽采邻近层及采空区卸压瓦斯；采用无煤柱连续开采，实现被保护层全面卸压；同步推进综采工作面采煤与卸压瓦斯抽采，实现了煤与瓦斯安全高效共采；抽采的高、低浓度瓦斯分开输送到地面加以利用，实现节能减排，经济、社会、环境效益显著。
图1 无煤柱沿空留巷钻孔法抽采瓦斯原理图
三、无煤柱煤与瓦斯共采关键技术
（一）沿空留巷围岩结构稳定性控制技术
理论研究和工程实践表明，长壁工作面自开切眼向前推进一段距离后，悬露的基本顶关键块体出现断裂，断裂线相互贯通，
块体沿断裂线回转、下沉进而形成结构块，接触矸石后形成能够自稳的沿空留巷外层结构，成为外层大结构。沿空留巷内层支护围岩小结构如果只由巷道周围锚杆支护、巷旁充填墙体构成，该结构将在外层大结构形成过程中受到强烈的破坏，有可能不能自稳，由此提出阶段性辅助加强的创新思路，形成巷道组合锚杆支护、巷旁充填墙体、巷内辅助加强支架“三位一体”的沿空留巷围岩整体支护原理和一套新型“三高”锚杆支护与自移式强力控顶
支架辅助补强的留巷支护技术体系。
“三高”锚杆支护技术以抗剪切的超高强度杆体、高预紧力、系统高刚度为核心，选择超强杆体、高刚度护网、超大托盘、超强大扭矩阻尼螺母，实施大扭矩高预应力，提升主动承载能力，并向围岩扩散，形成高强主动高阻稳定的锚杆支护围岩承载结构。
留巷支护技术体系中采用的自移式辅助加强支架系自主研发，现已形成系列产品，可以成功解决不同开采条件下的采动影响期巷道围岩稳定控制问题。该支架采用液压支架结构设计，具有支护强度高、护顶面积大和自移功能。图2为
ZT2×4000/18/35型辅助加强支架在井下工作状况。
图2 辅助加强支架
（二）快速巷旁充填技术
无煤柱煤与瓦斯共采技术体系中巷旁充填墙体是由适宜工作面采高变化，具有早强、高增阻、可缩性且实现可远距离泵送施工的大流态、自密实的新型CHCT型充填材料形成的，其基本组分为水泥，粉煤灰，粗、细骨料，复合泵送剂，复合早强剂和水等。配比范围：水泥为10~30%、粉煤灰为7~40%、石子为15~40%、砂为15~30%、水为10~30%；材料性能：充填料浆塌落度120～260mm，可实现远距离泵送，最长水平泵
送距离达1200m，泵送入模后自密实；充填结束后2~3h可脱模；1d、2d、3d、7d、28d抗压强度分别可达5MPa、10MPa、12MPa、15MPa和28MPa；具有良好的压缩变形性能，压缩率5~10%，残余强度可达极限抗压强度的35~60%。该材料实现了多套组合配方，能根据不同的矿压显现规律和巷道变形特性要求配制，具有良好的承载特性和压缩变形性能且适宜远距离泵送施工，已形成了多种不同产能的工业化生产模式。
快速留巷巷旁充填工艺系统包括：地面干混充填料制备系统、地面至井下干混充填料泵站运输系统、充填泵料斗干混充填料上料系统、充填料浆的制备与泵送系统和充填支架模板系统。
主要充填工艺过程为：由地面专门生产线按设计配比生产出干混充填材料，以袋装或专用集装箱散装运至井下泵站；用螺旋输送机或皮带输送机将干混料送至充填泵料斗；在充填泵中加水搅拌均匀后经充填管路泵送至充填模内；充填料浆在充填模内自流平密实，自然养护，待硬化产生一定强度后拆模。工艺流程如图3所示。
图3 快速留巷巷旁充填工艺流程
（三）留巷钻孔法瓦斯抽采技术
1. 首采关键层顶板采空区富集瓦斯抽采技术
在沿空留巷内布置倾向抽采瓦斯钻孔，如图1中的1#钻孔，钻孔布置在采空区上方的卸压竖向带状裂隙区，抽采采空区解吸游离瓦斯，包括来自开采层和卸压层通过采动影响形成的裂隙通道汇集到采空区上部竖向带状裂隙区内的解吸游离瓦斯，卸压竖向带状裂隙区位于采空区顶板冒落带以上的离层裂隙带内。在留巷内保持6~8个采空区抽采瓦斯管道与留巷内的抽采主管道连通，抽采Y型通风压力场驱动下在留巷后部20~80m内的采空区内部富集的大量高浓度瓦斯，该项技术利用首采关键层留巷抽采瓦斯钻孔替代了首采层顶板高位抽采巷道，节省了首采关键层岩石抽采巷，工程量大大减少。
2．大间距上部远程煤层膨胀卸压瓦斯抽采技术
如矿区煤层赋存为煤层群条件，首采关键卸压煤层后，卸压层倾向卸压范围向顶板方向发展的高度达到130~150m，在卸压保护区上部卸压煤层透气性系数增加数千倍；但远程卸压煤层与首采卸压层中间具有致密隔气性较好的泥岩，上部大间距远程
卸压煤层中的富含高压解吸瓦斯仍储集在煤层中。传统的卸压开采抽采瓦斯技术是在被卸压煤层的底板布置一条岩石巷道和抽采钻孔，抽采上部大间距远程卸压煤层中的解吸瓦斯。而本项技术则是在留巷内直接向大间距顶板远程煤层卸压区内施工穿层抽采瓦斯钻孔，如图4中的6#孔、图1中的4#、5#孔，抽采钻孔直接穿过上部远程卸压煤层，倾向穿层抽采瓦斯钻孔的倾角小于采动卸压角。由沿空留巷中施工的向上倾向穿层抽采瓦斯钻孔能够获得理想的抽采高浓度大流量瓦斯效果，抽采的瓦斯可直接利用。该项技术通过留巷内向上穿层钻孔替代远程卸压煤层底板岩石巷及在该巷中布置的大量向上穿层钻孔，工程量大大减少。
1-下风巷2-上风巷3-沿空留巷墙体4-工作面5-抽采管
路
6-向上钻孔7-留巷8-回风巷9-采空区10-向下钻孔图4 沿空留巷Y型通风低位钻孔抽采卸压瓦斯布置图
3．煤层群多层开采底板卸压瓦斯抽采技术
首采关键卸压煤层，倾向卸压范围向底板方向发展的深度为80~100m，在卸压保护区下部卸压煤层透气性系数增加数百倍，底板裂隙发育区的卸压瓦斯通过竖向裂隙与采空区贯通，上浮运移至采空区，没有显著的瓦斯富集区。但在底板致密隔气性较好的泥岩之下的远程卸压煤层中存在高压富瓦斯煤层，在留巷内布置向下抽采瓦斯钻孔直接穿过下部卸压煤层，如图4中的10#孔、图1中的2#、3#孔，抽采底部卸压煤层的解吸瓦斯，可连续高效抽采高浓度瓦斯。该项技术通过留巷内向下穿层钻孔替代远程卸压煤层底板岩石巷及在该巷中布置的向上穿层钻孔，节省底板卸压煤层抽采瓦斯岩石巷和大量的抽采钻孔，工程量大大减少。
4．采空区埋管抽采瓦斯技术
首采层沿空留巷工作面的上、下邻近煤层距首采关键卸压层很近，由于近距离邻近卸压煤层涌出的瓦斯量大，工作面采用埋管抽采作为防止采空区瓦斯大量向工作面涌出的辅助措施。工作面在巷旁充填体施工过程中，每间隔10m预留一直径不小于150mm抽采管道，通过三通和连接管接入采空区抽采管道上，在每一分支管道上设置一个闸阀，通过闸阀控制同时埋管抽放的数量，在留巷内保持6-8个采空区抽采管道与埋管抽采主管道
连通，抽放口与工作面的距离20~80m之间；其它的采空区抽采管道的闸阀关闭，当工作面瓦斯涌出量大或瓦斯涌出异常时，通过控制采空区埋管抽采管道口的数量和开启程度控制采空区瓦斯抽采量和抽采瓦斯浓度。沿空留巷Y型通风工作面，可通过工作面上、下进风巷风量和留巷段埋管抽采量的调节，将留巷排放瓦斯的浓度合理控制在安全值以下。因此，Y形通风对瓦斯管理具有很大的灵活性。
四、主要技术特点
本项技术在新型充填材料和充填工艺、强采动影响条件下的留巷支护和快速构筑充填体关键技术上实现了突破，在充填材料远距离输送系统新设备研发和机械化快速构筑充填墙体工艺系统上实现了集成创新，有效地解决了高瓦斯低透气性煤层安全高效开采技术难题。其主要特点有：
一是实现了煤与瓦斯安全高效共采，实现了瓦斯抽采浓度、抽采效率最大化；
二是采用Y型通风方式，消除了采煤工作面上隅角瓦斯超限隐患；
三是利用沿采空区留巷巷道，施工顶、底板穿层钻孔，抽采临近层或被保护层卸压瓦斯，可以节省大量瓦斯抽采钻孔工程，解决低透气性煤层群瓦斯先抽后采问题，真正实现煤与瓦斯共采；
四是沿空留巷无煤柱开采，可以多回收区段煤柱8～20m，提高回采率5%～8%；
五是充填留巷作为瓦斯治理巷道，节省至少两条岩巷，降低了掘进成本和矸石排放量，留巷继续服务下一个邻近工作面，少掘一条煤巷，简化开采布局和采区巷道系统；
六是Y型通风条件下，工作面可以降温3～5℃且作业人员均在进风流中工作，大大改善作业环境，有效解决深井开采的热害问题；
七是抽采的瓦斯浓度高，可直接高效利用，实现节能减排，瓦斯利用成本大大降低，实现煤矿安全高效生产和环境保护的和谐发展。
五、无煤柱煤与瓦斯共采技术适用条件
（一）开采煤层适用条件
薄及中厚煤层；倾角0～25°；顶板为中等稳定以上；单一或煤层群开采；顶板稳定性较差的工作面走向长度小于或等于1500m，顶板稳定工作面采用加固措施后，工作面走向长度可适当延长至3000m左右。
（二）采区巷道布置方式
Y型通风系统巷道布置要求在采煤工作面开切眼侧构成回风系统，根据采区巷道布置条件的，归纳起来主要有以下两种：
1．利用边界回风巷道构筑Y型通风。在采区边界布置一条回风上山，采区各工作面在切眼位置施工回风联巷与边界回风上山连通，形成Y型通风道，见图5。
2．改造现有的巷道系统，利用相邻工作面提前开掘的巷道和联络巷与拟采用沿空留巷Y型通风开采的工作面形成二进一回的通风系统。
高瓦斯矿井煤层群开采瓦斯综合治理方案
03101首采面瓦斯综合治理方案设计 第一章采煤工作面概况 第一节回采面基本概况 一、工作面位置 03101首采工作面位于一采区东侧，该工作面周围均为未采动区域。工作面地表为山地，无建筑物，东侧边界是黑岔村。 工作面上限标高为+889.675m，下限标高为+769.560m。采动对地表会产生一定影响。 二、采煤方法 03101首采工作面采用综合机械化采煤，一次采全高采煤方法,工作面沿走向布置，后退式开采，全部垮落法管理顶板。 03101首采工作面下部为2#煤层2101首采工作面，两工作面为上下重叠外错6m布置，03#煤层在上部，2#煤层在下部，03#煤层工作面超前2#煤层工作面30m回采。 三、瓦斯、煤尘爆炸性及煤层自然倾向性 矿井03号煤首采工作面瓦斯相对涌出量为7.0m3/t，绝对涌出量为17.92m3/min。矿井经瓦斯鉴定为高瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性；03号煤层不易自燃，该煤层未发生过自燃现象。 四、通风方式 工作面通风方式为“U”型通风。 五、生产安排
目前工作面已经安装完毕。工作面计划平均日推进度为4.8米，平均日产2681.28吨。 第二节邻近采掘情况 03101工作面北部为未采动区，南部为回风立井保护煤柱，西部为采区大巷，东部为黑岔村保护煤柱，下部煤层均未采动。 第三节工作面参数 工作面走向长度为1280米，倾向长度为190米，面积为243k㎡，预计可采储量为31.12万吨。 该煤层平均煤厚1.45米，煤层最大倾角15°，最小2°平均倾角8.5°。 第四节岩性描述 03号煤直接顶板为泥岩,厚1.0—1.2米，层理发育，局部存在裂隙发育区域，较破碎。2号煤与03号煤层间距平均为6.78m。 第五节抽采系统 地面瓦斯抽采泵站安装4台2BEC67型水环式真空泵，分为高、低压抽采系统。 ①高负压瓦斯抽采系统安装二台2BEC67型水环真空泵, 转速300r/min，抽气量425m3/min，电机功率500kW，一台运行，一台备用；抽采主管为∮630×9mm无缝钢管，干管为∮426×7mm无缝钢管，支管为∮325×6mm、∮273×6mm螺旋焊接钢管。②低负压瓦斯抽采系统安装二台2BEC67型水环真空泵，转速300r/min，抽气量425m3/min，电机功率500kW，一台运行，一台备用；抽采主管为∮720×10mm无缝钢管，干管为∮530×8mm无缝钢管，支管为∮377×6mm、∮325×6mm螺旋焊接钢管。
煤矿开采填空
填空 1．垂直巷道：立井，暗立井，溜井 2．倾斜巷道：斜井，暗斜井，上山，下山 3．水平巷道：平硐，石门，煤门，平巷 4．煤田划分为井田的原则：充分利用自然条件划分井田，保证井田有合理的尺寸，合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系，为矿井的发展留有余地，安全经济效果好 5．井田的划分：（按自然境界划分）按地质构造划分，按煤层赋存形态划分，按煤质煤种分布规律划分，按伴生有益矿产富集带或其它开采技术条件划分，按地形地物界线划分。 (按人为境界划分)垂直划分，水平划分 6．阶段内布置方式：采区式，带区式，分段式 7．煤炭资源储量按可行性评价阶段分为：概略研究，预可行性研究，可行性研究储量8．从经济意义上分：经济的，边经济的，次边经济的，内蕴经济的和内蕴经济意义未定的9．从地质可靠程度上分为：探明的，控制的，推断的，预测的储量 10．综合开拓有斜井与立井，平硐与立井，平硐与斜井等多种形式 11．运输大巷的3种形式：分层大巷，集中大巷，分组集中大巷 12．井底车场的运输巷道线路主要有：存车线，调车线，绕道回车线，辅助线路等13．井底车场的主要硐室按其位置和作用分别为：主井系统硐室，副井系统硐室，其它硐室 14．主井系统硐室：翻车机硐室和底卸式矿车卸载站硐室，井底煤仓，箕斗装载硐室，清理井底撤煤硐室及水窝泵房 15．副井系统硐室：马头门，井下中央变电所和主排水泵房，主要水仓，等候室16．其它硐室：井下爆炸材料库，架线电机车修理间及变流室，蓄电池电机车库及充电硐室，防水闸门硐室，井下消防材料库，调度室和急救站 17．调车方式：顶推调车，专用设备调车，顶推拉调车，甩车调车 18．井田开采顺序包括：沿煤层走向与倾斜的开采顺序，煤层群划分成煤组是，煤组间及煤层间的开采顺序等 19．矿井的5种开拓延伸：直接延伸，暗井延伸，直接延伸与暗井延伸相结合，直接延伸与新开井筒相结合，井田深部新开井筒 20．生产水平过度时期的技术措施：提升通风排水措施 21．矿井改扩建的3种方式：矿井生产的合理集中，改扩建矿井的开拓系统改造，矿井生产系统的技术改造 22．我国矿井生产的集中化主要有：生产矿井之间的合并集中改造，生产矿井与深部规划井田合并开拓，矿井单独集中改造 23．矿井单独集中改造：水平集中，采区集中，工作面集中 24．采煤方法包括采区的采煤系统和采煤工艺两个方面的综和及其在实践空间上得相互配合 25．煤矿开采方法在总体上可分为：露天开采和井工开采 26．矿井开采的采煤方法很多一般分为：壁式和柱式体系采煤法两大类 27．按煤层倾角的大小可分为：缓斜，倾斜，急倾斜煤层采煤法 28．按开采煤层的厚度可分为：薄，中厚，厚煤层采煤法 29．柱式体系采煤法又称：短壁体系采煤法 30．影响采煤方法选择的因素：地质因素，技术发展及装备水平，矿井管理水平，矿井经济效益
近距离煤层群上保护层开采防突优化设计
近距离煤层群上保护层开采防突优化设计 发表时间：2019-07-26T15:44:04.333Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：冯云浩 [导读] 摘要：近年来，国家经济发展十分迅速，对煤矿资源的需求也在不断增加，则这对煤矿开采工作也提出了更好的要求。 中煤昔阳能源有限责任公司黄岩汇煤矿山西晋中 045300 摘要：近年来，国家经济发展十分迅速，对煤矿资源的需求也在不断增加，则这对煤矿开采工作也提出了更好的要求。在煤矿开采中，煤矿的瓦斯灾害是比较常见的，往往会造成大量的人员安全事故，对矿产的正常顺利开采也会造成很大的影响，因此，这就需要煤矿保护层的开采防突具有良好的效果，下面，本文就针对近距离煤层群上保护层效果进行分析，并对其开采防突进行优化设计，希望对类似开采防突具有参考作用。 关键词：近距离煤层群；保护层；开采防突；优化设计 1.开采保护层防突概述 在煤矿区域的防突措施中，主要是对保护层开采以及煤层的瓦斯预抽来实现的。如果煤层具有的透气性比较低，对其煤层实施常规性的抽采，其效果往往是不理想的，且钻孔瓦斯的浓度表现出下降十分快、瓦斯的流量也出现迅速的衰减，同时预抽的周期也是比较长的。在本案例突出煤层中其一般松软性煤层类型，其煤坚固性的系数在0.2-0.4的范围内，在实施封孔处理后，其孔壁的周围煤体具有的应力会重新进行分布，此过程往往会导致塌孔现象的发生，且这也是导致钻孔瓦斯的流量出现急剧下降主要的原因。借助水力冲孔的试验进行研究得知，钻孔的周围煤体出现充分垮塌且其应力的释放范围比较大的化，瓦斯抽采的流量和常规的钻孔相比是提高了3-5倍的。其保护层开采防突原理和水力的冲孔原理是比较相似的，均为借助一定范围煤体卸压对煤层的透气条件进行改善，来实现对瓦斯的流量增加，则在具有良好保护层的开采条件情况下，要先选择保护层开采来对区域实施防突[1]。 2.近距离煤层群上保护层开采防突优化设计 2.1矿井煤层其开采的保护层条件分析 本文中对一平硐煤进行分析，在其矿井的范围内，其可采的煤层是2、3和5 煤，且3和5煤是主要的采煤层，而2煤是能够对其局部实施可采的，且2、3和5煤它们具有平均的厚度是0.83、1.62、2.40 m。此矿井整体的构造呈现出不对称性向斜的状态，且其东南翼部分煤层具有倾角是比较缓的，于10°-25°的范围内，而西北翼的煤层倾角是比较陡的，于25°-70°的范围内。此煤矿地质的构造也呈现出复杂性特点，其中5 煤是分支发育状态，且其3和5 煤层具有普遍合槽情况，自建矿开始，在5煤中一共出现有36次突出情况，且其分支的突出情况有30次，而合槽的突出有5次发生。矿井2 煤与3 煤中是没有突出危险的，而5 煤存在突出的危险。和地勘钻孔的资料以及生产过程揭露情况进行结合分析，在25采区中2煤是不可采的，且3 煤和 5煤的平均有17 m间距，其层间距具体等值线情况如下图1表示。本文中保护层实施开采进行防突优化的试验，都于25采区内实施开展。 图1 矿井25采区内3和5煤其层间距的等值线情况（单位m） 2.2保护效果考察 和矿井的实际情况进行结合，选择于2551的工作面底板其抽放巷的中部位置、2553的工作面底板其抽放巷的中部位置施工测压的钻孔以及抽采的钻孔等，并对抽采的浓度、抽采流量和影响半径变化的情况进行考察。在抽采中，煤层的透气性相关条件对抽采的效果有着很大的影响，若煤层的地质构造比较复杂，其煤体的应力状态没有改变，则透气性往往是比较差的，而通过对保护层开采能够有效的对此情况进行改善，特别是对近距离的保护层进行开采中，效果更好[2]。 本文中对比2组的钻孔情况，这2组存在5压力的测试孔以及1抽采孔情况，其钻孔全部都是通过平行实施布置的，且其间距为1 m，在对其测压结果呈现出良好稳定性后，对其施工抽采的孔借助并联网实施抽放，同时还要对其压力以及抽采孔具有浓度与流量实际变化的情况实施准确的观测。按其照测试结果得出，在其2551的工作面其底板位置，其抽放巷位置钻孔内具有瓦斯的实际浓度呈现出较快衰减情况，进行30天的抽采工作后其衰减到了33%，且其下降幅度已经超过了60%。由于其2553的工作面其底板位置，抽放巷部位钻孔受到了其上部采空的区域影响，其煤岩具有的应力存在变化，进而造成其裂隙呈现扩张现象，而其瓦斯具有的浓度以及流量呈现变缓衰减的情况，其具有总流量值同2551的钻孔相比较，已经提升至2.1倍，按照最终的考察结果得知，在对保护层实施开采后，其抽采对半径影响由原来3m而增加到了5.2 m。 2.3矿井防突措施优化设计 在对其保护层的开采效果进行考察后，其矿井把3煤当作5煤保护层的开采是具有不错保护的效果的，而此前矿井主要以底板的穿层钻孔来对5煤瓦斯进行预抽当作区域防突的措施。则在3煤的厚度对开采条件满足下，要先把其当作5煤保护层实施开采，且还要对5煤内瓦斯实施预抽处理。在对其近距离的煤层群实施保护层的开采中，其保护层的工作面具有瓦斯的涌出量主要是来自本煤层内以及被保护层内，在完成其被保护层的卸压处理后，则瓦斯就会朝其保护层的工作面实际涌出的量通过其排放率来表示，此值和煤层的间距以及倾角等存在密切关联。当其层间距为10-15 m范围内时，其下部的被保护层能够解吸瓦斯自然情况下的排放率超过了80%，若没有对瓦斯进行钻孔来抽采处理，则很容易就可能导致其上部的保护层于开采中其工作面出现瓦斯的超限情况[3]。 通过穿层钻孔来对煤层瓦斯进行抽采，要保证其孔间距具有良好合理性，对间距进行缩小尽管可降低瓦斯沿着其顺层裂隙而进入到钻孔沿程的阻力值，但是却对工程量造成了加大，而如果其孔间距过大存在的话，就会对其抽采的效果造成影响，并不能实现消突效果。在通过对保护层实施开采后，进而来对抽采的影响半径实施测定，为了避免产生抽采的盲区，要按照下图 2所示的原理进行钻孔的布置，也就
煤矿水平8号煤层某采区设计开采设计说明范例仅供参考
山西煤炭职工联合大学 毕业设计 （说明书） 题目：XX矿一水平8号煤层XX采区设计 专业班级：2008煤矿开采技术（普专） 学生姓名：李XX 指导教师：XXX 二○一一年六月九日
前言 国阳XX矿是阳泉煤业(集团)有限责任公司的特大型骨干矿井之一，位于阳泉市以西5km，井田面积约62.4km2，地质构造简单，现开采3#、8#、12#和15#煤层，矿井设计能力4.35Mt/a，核定能力7.2Mt/a。 矿井现有两个开采水平：一水平和二水平，采用主斜井、副立井综合开拓方式、走向长壁采煤法以及综采和放顶煤综采工艺。 作为开采设计练习，我们小组在XXX老师的指导下，选择了“XX矿一水平8#煤层XX采区设计”为毕业设计的题目。该采区是由3#煤层XX采区和15#煤层XX采区合并而成。采区走向长度最大5600m，倾斜长度最大2400m，总面积10.45km2，设计生产能力120～220万t/a，服务年限31年。 设计大致分工为：采区巷道布置由李旸和孙贵文设计；回采工艺由 设计；采区运输、排水和供电由和设计；设备选型计算由 和设计；采区通风与安全和设计；采区巷道规格及支护方式由和设计。 我们的设计力求达到技术先进、经济合理和安全可靠。但由于我们的水平有限，又缺乏生产实践经验，所以设计中难免存在错误和不妥之处，恳请各位老师批评指正。 学生：李XX 2011年6月9日
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第一章矿井概况 第一节井田地质特征 一、交通位置 XX矿东距阳泉市约5km，其地理坐标为东经113°25′17″～113°33′07″，北纬37°46′44″～37°52′19″。 XX矿的交通条件极为便利。石太线电气化铁路自井田北部东西横穿而过，成为煤炭运销的大动脉；太石高速公路南北横穿井田；307国道由西向东，在阳泉市区与阳左公路和阳盂公路十字相交，构成网络，连通全国各地。 二、地质构造 井田基本构造形态为一走向北西，向南西倾伏的单斜构造。地层倾角5°～15°，局部可增至25°以上。单斜上发育着次一级不同类型的构造形迹，并以塑性形变的褶皱构造为主，破裂形变的断裂构造次之。 由于受区域构造控制，井田构造形迹以线性为主，主要为北东向短轴向、背斜和与之方向一致的断裂构造带，二者常形成北东向平行的断褶带，显然具有成生上的联系，同时北西、近东西向构造也有发育，但分布比较少。井田地质构造类型为中等。 井田构造形态分区性明显，大致可分为西部和中东部两个区，西部为一穹窿构造，其特征是：四周为弧状、放射状短轴向、背斜及无明显方向性的小型断裂构造，中东部以北东向大致平行等距相间的断裂构造带与线状延伸 断层为界。 的背、向斜相匹配为其主要特征，其分区大致以F 12
煤矿开采技术——采煤方法概述
第五章采煤方法概述 第一节采煤方法概念及分类 第二节采煤方法的选择 第三节采煤方法发展方向 目的要求： 1、了解采煤方法发展方向 2、掌握采煤方法概念及分类 3、掌握采煤方法的选择 重点、难点和突破的方法： 重点：1、采煤方法概念及分类 2、采煤方法的选择 难点：采煤方法的选择 突破方法：1、详细讲解 2、根据工程实例讲述 教学内容和步骤 第一节采煤方法概念及分类 一、基本概念 1.采场 在采区内，用来直接大量开采煤炭资源的场所，称为采场。 2.采煤工作面 在采场内进行采煤的煤层暴露面称为煤壁，又称为采煤工作面。在实际工作中，采煤工作面就是采煤作业的场地，与采场是同义语。 3.采煤工作 在采场内，为了开采煤炭资源所进行的一系列工作，称为采煤工作。采煤工作包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等基本工序及其辅助工序。 4.采煤工艺
由于煤层的自然赋存条件和采用的采煤机械不同，完成采煤工作各道工序的方法也不同，在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合称为采煤工艺。 5.采煤系统 采煤系统是指采区内的巷道布置系统以及为了正常生产而建立的采区内用于运输、通风等目的的生产系统。通常是由一系列的准备巷道和回采巷道构成的。 6.采煤方法 采煤方法是指采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。不同采煤工艺与采区内相关巷道布置的组合，构成了不同的采煤方法。 二、采煤方法分类（如图所示） （一）壁式体系采煤法 壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征，是目前我国应用最普遍的一种采煤方法，其产量约占到国有重点煤矿产量的95%以上。 （1）根据开采技术条件煤层按倾角分类： 地下开采露天开采 近水平煤层α<8°α<5° 缓倾斜煤层8°~ 25°5°~ 10° 倾斜煤层25°~ 45°10°~ 45° 急倾斜煤层α> 45°α>
煤矿开采的基本概念
第一章 1.煤田、井田、井型的基本概念。 2.井田内的划分方式？阶段与水平的基本概念？采区、盘区、带区的基本概念？ 3.矿井开拓、准备及回采的含义及作用是什么？ 4.绘图表示说明下列井巷名称： （1）立井，暗立井；（２）科井、暗斜井； （3）平硐、岩石平巷、石门；（４）采区上山、下山。 5.阶段内再划分有哪几种方式，各适用于何种条件？ 6.绘图说明矿井的主要生产系统。 第二章采煤方法的概念和分类 1.简述壁式体系和柱式体系采煤法基本特征和适用性。 2.采煤方法的含义是什么？采煤方法分类的依据是什么？ 3.我国较广泛采用的采煤方法有哪几种？应用及发展概况如何？ 第三章单一走向长壁采煤法采煤工艺 1.长壁采煤法有那几种主要采煤工艺？说明主要特点及相互关系。 2.什么是普采工艺系统？普采工艺的基本要点是什么？ 3.什么是综采工艺系统？综采工作面的主要设备有哪些？ 4.说明综采双滚筒采煤机割煤、进刀方式有哪几种？有何优缺点？及其实用条件？ 5.综采面有哪几种移架方式？及时支护与滞后支护的工艺流程是什么？
6.简述综采工作面设备的几何尺寸配套及生产能力配套的基本原则？ 7.试分析影响综采面生产能力的各种因素及其相互关系。 8.简述大采高、大倾角综采的工艺特点及煤壁防片帮、设备防止下滑的措施。 9.简述采煤工作面过断层的技术措施。 10.简述机采工作面开机率的概念和计算方法。 11.试分析工作面的合理长度及影响合理长度的技术因素。12.熟悉并掌握工作面作业规程的内容和编制方法。 13.绘图说明炮采面单体支架布置形式，并解释以下各词： 正悬臂支架，排距，柱距，最大最小控顶距，放顶步距，全部落垮法，采空区处理。 14.简述炮采，机采，综采选择依据。 第四章单一走向长壁采煤法 1.绘图说明单一走向长壁采煤法的采区巷道布置、掘进顺序和生产系统。 2.不同采煤工艺对区段平巷的坡度和方向各有什么要求？ 3.说明区段平巷单巷布置和双巷布置的特点及应用。 4.说明单工作面布置和双工作面布置的特点及应用。 5.绘图说明采煤工作面回采顺序的几种方式及应用。 6.绘图说明采场通风的几种方式及其适用条件。 7.受构造影响时区段平巷布置的特点有哪些？ 第五章倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法
浅谈近水平极薄煤层开采
浅谈薄煤层的开采的技术 摘要：针对0.8m左右薄煤层的开采技术,根据本四川矿井实际,研究实施薄煤层普采技术,并就如何提高薄煤层高产高效开采,采煤技术工艺上进行了探索与实践。结合薄煤层开采情况,本文介绍了内江市双鹰公司薄煤层开采工艺、设备配套选择和基本要求。 关键词：薄煤层开采特点；开采工艺；工作面管理 我国把厚度小于1.3m的煤层划归为薄煤层，厚度小于0.8m的煤层属于极薄煤层。研究薄煤层高效开采技术具有重要的现实意义。据资料统计，我国厚度在1.3m及以下薄煤层的开采储量约有60多亿吨。大约占全国煤炭总量的18%。而现在薄煤层的产量只占全国煤量的7.32%。随着中厚煤层的不断开采，薄煤层储量所占比列就越大，因此，合理开采对回收煤炭资源，延长矿井寿命及可持续发展具有重大意义。 对于我国资源储量比较大的薄煤层来说，随着国内外采矿设备制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面设备的基础上，应根据当地的煤层赋存情况，因地制宜地选择采煤机械，并采用合理的采煤方法，努力实现薄煤层的高产高效开采。 1 、薄煤层开采的特点 薄煤层由于其开采厚度较小，与中厚及厚煤层相比，开采主要存在以下特点： 1.1、煤层薄、采高低、煤质硬、劳动效益低煤层厚度多在1.3m以下，并且煤层硬度多大于3~4，工作空间狭小，赋存不太
规则，使得人员进入或在工作面内作业以及设备移动都十分困难，目前采煤机等设备对薄煤层开采适应差，采煤机经常需要挑顶或割底，机电事故增多，工作面内的工作条件差，劳动强度大。煤质相对较硬，炸药、截齿、刨刀的吨煤消耗量较大，回采成本较高。 1.2、采掘比例大、万吨掘进率高，采掘接替紧张随着滚筒式割煤机、刨煤机、螺旋钻机等设备的投入，工作面推进加快，而回采巷道多为半煤岩巷，综掘设备难以投入，放炮也不能一次全断面爆破和高效的目的，煤矸分装，掘进速度很慢，造成工作面接替紧张。 1.3、煤层的厚度、角度变化，褶曲、断层等构造对采煤方法影响很大。 1.4、煤层薄，需要多个工作面才能满足产量需要，集中化生产程度底。 由于薄煤地质条件及赋存状况较复杂，一有褶曲或断层就很难布置巷道，掘进送面时提前掘开切眼，致使工作面缩短，回采率降低；或者回采时搬家重新送切眼，使得回采效率降低，很难有效益。 2 、薄煤层工作面设备选择与工艺分析 2.1、采煤工艺及设备的选择 回采工艺选择的合理与否是采煤面高产高效的决定性因素之一，它与设备的选择、员工的综合素质、煤层倾角有关。采煤机械化水平是煤矿高产高效的必由之路，但薄煤层地质复杂，遇构造难以通过，故应根据实际情况选择合理的采煤工艺及参数，否则会出现
四台矿极近距离煤层采空下开采技术
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 四台矿极近距离煤层采空 下开采技术 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-2669-96 四台矿极近距离煤层采空下开采技 术 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 四台矿404盘区10#层于20xx年底开采结束，为保证盘区正常接替，必须开采404盘区下部11#层。404盘区10#层与11#属极近距离煤层，层间距不稳定。我矿从科学合理的盘区开采设计到首采面8423工作面掘进、开采的成功完成，总结出宝贵的理论基础和实践经验，形成一套完整的极近距离煤层采空下开采技术。 1盘区概况 11#层404盘区所处的开采水平为1045水平，上部10#层均已回采结束，盘区走向长度1340m~1770m，倾斜长度1180m。煤层包括11#层和盘区中部1000m段11#层与12-1#层合并层，厚度2.0m~7.4m，平均厚度4.0m，煤层倾角10~60，平均30，煤层与10#层层间
煤层气开采技术
煤层气简介 1、定义 煤层气，是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。 煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍，主要成分为甲烷。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。 煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。 2、煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异 在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内的煤层气称之为煤矿瓦斯（Gassy），其气体组分除煤层气组分外，还有煤矿巷道内气体的成分，如氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等空气组分以及一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）等采矿活动所产生的气体组分。
在煤层气概念引进初期，有些学者为便于业外人士了解煤层气，通常在煤层气一词后加注“俗称煤矿瓦斯”。 近年来，国内外有些学者为区分两者之间的概念差异，将通过煤矿井下抽放（Gas Drainage in-mine）、采动区（GOB）抽放或废弃矿井（Abandoned Mines）抽排等方式获得的煤层气称为Coal Mine ethane （缩写为CMM）。 2、存在形式 吸附于煤内表面；以游离态存在于煤的天然孔隙中；少量溶解在煤的地层水中。 3、用途 煤层气（煤矿瓦斯）作为一种非常规天然气，可作为瓦斯发电、居民生活和工业锅炉燃料。煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电
一采区各水平各煤层储量
一采区各水平各煤层储量 一水平（10401采面，1表示一水平，04表示4号煤，01表示东翼，02表示西翼，走向×斜长×（采高）×1.4(比重) = 吨） 10401：700米×100米×0.75（采高）×1.4(比重) =7.35万吨10402：1000米×100米×1（采高）×1.4(比重) =14万吨 10501：700米×100米×1（采高）×1.4(比重) =9.8万吨 10502：1000米×100米×0.9（采高）×1.4(比重) =12.6万吨11001: 591米×100米×1.4（采高）×1.4(比重) =11.6万吨 11002:600米走向采高从0.3米变化到0.6米，不可采 16、18、19，已经采完，31号没有 二水平（21601采面，2表示二水平，16表示16号煤，01表示东翼，02表示西翼，走向×斜长×（采高）×1.4(比重) = 吨） 20401：700米×90米×0.75（采高）×1.4(比重) =6.6万吨 20402：1000米×90米×1（采高）×1.4(比重) =12.6万吨 20501：700米×90米×1（采高）×1.4(比重) =8.8万吨 20502：1000米×90米×0.9（采高）×1.4(比重) =11.3万吨21001: 630米×90米×1.64（采高）×1.4(比重) =13万吨 21002:600米走向采高从0.3米变化到0.6米，不可采 21601剩余4万吨、21902剩余1万吨，、18已经采完， 23101：300米×70米×2.2（采高）×1.4(比重) =6.5万吨 23102：回风巷推断走向300米煤高0.3米至0.6米；运输巷推断400米煤高0.3米至0.6米。
100-近距离煤层群开采在不同宽度煤柱中的能量分布
近距离煤层群开采在不同宽度煤柱中的能量分布 姜鹏飞,林 健,张 剑,刘 勇 (天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013) [摘 要] 以汾西矿区近距离煤层群开采为背景,采用F L A C 3D 有限差分程序计算分析了煤层回 采在不同宽度煤柱条件下顶底板煤岩体中的能量分布情况。研究结果表明,煤柱内部及下部煤层中能量集中程度大于岩层中能量集中程度;随着煤柱宽度的增加,煤柱及底板煤岩体能量集中系数逐渐减小,但能量分布范围增大;煤柱宽度对煤柱内部及下部煤岩体能量分布均匀程度有较大影响。研究成果在汾西矿区柳湾煤矿得到了现场验证和应用。 [关键词] 近距离煤层群;能量集中;均匀程度;数值模拟 [中图分类号]T D 822.3 [文献标识码]A [文章编号]1006-6225(2011)01-0052-03 E n e r g y D i s t r i b u t i o no f C o a l P i l l a r s w i t h D i f f e r e n t -w i d t hi nMi n i n g C l o s e C o a l S e a m s J I A N GP e n g -f e i ,L I NJ i a n ,Z H A N GJ i a n ,L I UY o n g (C o a l M i n i n g ＆D e s i g n i n g D e p a r t m e n t ,T i a n d i S c i e n c e ＆T e c h n o l o g yC o .,L t d ,B e i j i n g 100013,C h i n a ) A b s t r a c t : B a s e d o nm i n i n g c l o s ec o a l -s e a m s o f F e n x i m i n i n g a r e a ,e n e r g y d i s t r i b u t i o n o f c o a l a n dr o c ku n d e r d i f f e r e n t p i l l a r w i d t h i n m i n i n g w a s a n a l y z e d b y a p p l y i n g F L A C 3 D .R e s u l t s s h o w e d t h a t e n e r g y c o n c e n t r a t i o n d e g r e e o f i n n e r a n d b e l o wo f c o a l p i l l a r w a s l a r g e r t h a nt h a t o f r o c k .Wi t h c o a l p i l l a r w i d t hi n c r e a s i n g ,e n e r g y c o n c e n t r a t i o nc o e f f i c i e n t o f c o a l p i l l a r a n df l o o r d e c r e a s e dg r a d u a l l y ,b u t e n e r g y d i s t r i b u t i o n r a n g e i n c r e a s e d .C o a l p i l l a r w i d t hw o u l d i n f l u e n c ee v e nd e g r e e o f e n e r g yd i s t r i b u t i o ni nc o a l p i l l a r a n db e l o wc o a l a n d r o c k b o d y .T h e r e s u l t s w e r e p r o v e da n d a p p l i e d i n L i u w a nC o l l i e r y o f F e n x i m i n i n g a r e a .K e yw o r d s :c l o s e c o a l -s e a m s ;e n e r g y c o n c e n t r a t i o n ;e v e nd e g r e e ;n u m e r i c a l s i m u l a t i o n [收稿日期]2010-09-14 [基金项目]国家科技支撑计划项目(2008B A B 36B 07);天地科技股份有限公司科技发展基金(青年技术创新):基于地应力测量的煤矿区域应力的反演计算(T Z -J J -09-K C-3);天地科技股份有限公司研发项目(T Z-G Y-2010-K C -6)[作者简介]姜鹏飞(1984-),男,四川三台人,硕士,从事岩石力学与巷道支护技术等方面的研究工作。 1 概述 近距离煤层群在我国分布非常广泛,储量庞 大。以汾西矿区为例,共有9对主力矿井,有近距离煤层群开采的矿井有水峪煤矿、柳湾煤矿、高阳煤矿、中兴煤矿、河东煤矿和贺西煤矿。水峪煤矿开采9号煤层和10号-11号合并煤层。间距大约1m 左右,均为主要开采煤层。柳湾煤矿主采9号、10号和11号煤层,9号煤和10号煤层间距离大约1.3m ,10号煤和11号煤层间距离大约1.2m 。贺西煤矿主采3号和4号煤层,煤层间距基本都在5m 上下,属于近距离煤层群开采。 煤层开采引起回采空间围岩的变形和应力重新分布,在回采空间周围的煤柱上形成集中应力。煤柱发生变形或破坏,从而引起煤柱内部的能量场发生改变,在煤柱内部及附近煤岩体内形成能量集中。尤其上部煤层回采后所形成的残留煤柱中的能量集中将会向下部煤岩体中传递,从而引起下部煤岩层内的能量改变。 由于矿区煤层的厚度及各煤层的间距由沉积环 境和长期的地质变化所形成,无法改变,大多数条件下只能改变煤柱的宽度来选择巷道布置的位置。因此,研究不同宽度煤柱内部的能量分布特征及在下部煤岩体中的能量传递规律,对于掌握下部煤岩层巷道的矿压显现特征,确定下部煤岩层巷道的合 理位置和支护参数选择具有一定的指导意义[1-4] 。本文以汾西矿区近距离煤层群开采为背景,针对近距离煤层群开采在留设不同宽度煤柱条件下建立数值模型,通过F L A C 3D 数值模拟的方法,研究在不同宽度煤柱下,煤层回采在煤柱顶底板煤岩体中的能量分布规律。2 力学模型及计算参数 根据汾西矿区各矿井近距离煤层群开采深度,数值模型中选取所采煤层埋深为300m ,厚度为2m ,分别模拟煤柱宽度为12m ,15m ,20m ,25m ,30m 和35m 情况下,煤柱及顶底板煤岩体的能量分布情况。数值模型如图1。 数值计算选用应变软化本构模型,三维模型的边界条件为:四周采用铰支,底部采用固支,上部 第16卷第1期(总第98期) 2011年2月 煤 矿 开 采C o a l m i n i n g T e c h n o l o g y V o 1.16N o .1(S e r i e s N o .98) F e b r u a r y 2011 DOI :10.13532/j .cn ki .cn11-3677/td .2011.01.015
煤矿开采技术——近水平煤层长壁采煤法采煤系统
第八章水平煤层长壁采煤法采煤系统 第一节近水平煤层走向长壁采煤法采煤系统 目的要求： 1、了解近水平煤层走向长壁采煤法采煤系统； 2、掌握盘区巷道布置及掘进顺序； 3、掌握几种盘区的比较及选择。 重点、难点和突破的方法： 重点：1、盘区巷道布置及掘进顺序； 2、几种盘区的比较及选择。 难点：盘区巷道布置及位置选择 突破方法：1、详细讲解； 2、结合工程实例进行讲述。 教学内容和步骤（附后） 第八章近水平煤层长壁采煤法采煤系统 倾角8°以下的煤层为近水平煤层。由于煤层倾角小，不能再按阶段垂高将其分成阶段了，一般是把运输、回风大巷布置在井田倾斜的中央，利用大巷将井田分成上、下两部分，再在每一部分内划分出若干个盘区（或带区）进行开采。 开采近水平煤层的主要方法分为： 走向长壁采煤法，倾斜长壁采煤法。 走向长壁采煤法一般采用盘区式开采。 盘区分类： 按开采煤层数目分：单一煤层盘区、联合布置盘区 按盘区主要巷道布置方式分：上（下）山盘区、石门盘区 8-1近水平煤层走向长壁采煤法采煤系统 一、盘区巷道布置特点 区段划分为规则矩形，区段巷道沿中线掘进 区段间开采顺序一般不受限制
轨道上下山多采用无极绳绞车运输 盘区下部一般要布置材料斜巷：分走向斜巷和倾向斜巷 二、联合布置的上（下）山盘区 1、条件： M1和M2煤层为中厚煤层，层间距H=10 ~ 15m 低沼矿，地质构造简单，α=5?。 2、采煤方法—走向长壁采煤法 3、巷道布置 巷道布置特点： （1）“运上”5 —布置于M2层中，“轨上”4 —布置于M1层中（2）区段平巷—单巷布置，对拉采面，10和12重迭布置 （3）区段平巷与上山联系 11与4直接相连 11通过15与5相连（4）斜巷14和21 —运料、行人、进风、回风
四台矿极近距离煤层采空下开采技术实用版
YF-ED-J6547 可按资料类型定义编号 四台矿极近距离煤层采空下开采技术实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
四台矿极近距离煤层采空下开采 技术实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 四台矿404盘区10#层于20xx年底开采结 束，为保证盘区正常接替，必须开采404盘区 下部11#层。404盘区10#层与11#属极近距离 煤层，层间距不稳定。我矿从科学合理的盘区 开采设计到首采面8423工作面掘进、开采的成 功完成，总结出宝贵的理论基础和实践经验， 形成一套完整的极近距离煤层采空下开采技 术。 1盘区概况 11#层404盘区所处的开采水平为1045水
平，上部10#层均已回采结束，盘区走向长度1340m~1770m，倾斜长度1180m。煤层包括11#层和盘区中部1000m段11#层与12-1#层合并层，厚度2.0m~7.4m，平均厚度4.0m，煤层倾角10~60，平均30，煤层与10#层层间距 0.4m~1.5m，平均1m。 404盘区内地质构造复杂，有陷落柱4个，断层分布较密集。11#层顶板为粉细砂岩互层、层理、节理、裂隙发育，稳定性差，掘进和回采时顶板不易维护，易发生漏顶事故。 2、开发方案说明 2.1 盘区巷道布置 10#层、11#层盘区巷道采用联合布置方式，开采11#层时，利用现有的开采10#层已布置的3条沿南北向布置的盘区巷，平行1045轨
关键层对煤层群开采瓦斯卸压运移“ 三带”
一第38卷第6期煤一一炭一一学一一报 Vol.38一No.6一一2013年 6月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Jun.一 2013一 一一文章编号:0253-9993(2013)06-0924-06 关键层对煤层群开采瓦斯卸压运移 三带 范围的影响 吴仁伦 (中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京一100083) 摘一要:采用相似模拟二数值模拟和理论分析的方法,就覆岩关键层对煤层群开采瓦斯卸压运移 三带 范围的影响进行深入研究三研究结果表明:覆岩导气裂隙带内是否存在关键层将对覆岩瓦斯卸压抽采范围起到十分明显的影响作用三在相同开采条件下,覆岩裂隙带内存在关键层时,该关键层的破断将引起导气裂隙带高度突增,其高度明显高于经验公式计算高度并止于该关键层上方另一层关键层之下;卸压解吸带高度止于覆岩中尚未发生破断且下方存在离层空间的关键层之下,其最大高度止于主关键层之下三 关键词:瓦斯卸压运移 三带 ;关键层;煤与瓦斯共采;绿色开采中图分类号:TD712．6一一一文献标志码:A 收稿日期:2012-11-05一一责任编辑:许书阁 一一基金项目:国家自然科学基金资助项目(50834005);中央高校基本科研业务费专项资金资助(2011QZ03)一一作者简介:吴仁伦(1982 ),男,山西大同人,讲师,博士三E -mail:ALLEN168158@https://www.wendangku.net/doc/3215054443.html, Effects of key stratum on the scope of the three zones of gas pressure relief and migration in coal seam group mining WU Ren-lun (College of Resources &Safety Engineering ,China University of Mining &Technology (Beijing ),Beijing 一100083,China ) Abstract :Similar material physical simulation and numerical simulation and theoretical analysis were adopted to study the impact of key stratum on the scope of the three zones of gas pressure relief and migration in coal seam group mining.The results show that,whether there exists a key stratum within the overlying gas conductive fracture zone will obviously affect the scope of the three zones of gas pressure relief and extraction.In the same mining conditions,if there exists a key stratum within the fracture zone of overlying strata,the failure of the key stratum will lead to an up- rush in the height of gas conductive fracture zone,which is higher than empirical formula result,and the gas conductive fracture zone height will reach the bottom of the upper key stratum.Gas pressure relief and desorption zone develops to the unbroken key stratum under which exist much bed separation space,and its maximum height reaches the bottom of the primary key stratum.Key words : three zones of gas pressure relief and migration;key stratum;co-extraction of coal and gas;green min-ing 一一与煤炭伴生并赋存在煤层当中的瓦斯,是威胁我国煤矿安全的最大致灾因子之一三同时,瓦斯又是一种洁净二高效的能源三因此,无论从保证矿井安全生产还是资源利用的角度来说,都应当对煤矿瓦斯进行抽采三瓦斯抽采的效果主要取决于煤层裂隙的发育程度以及渗透率的大小,而变质程度高二渗透率低二含 气饱和度低和压力小是我国煤储层的普遍特点,这就决定我国绝大部分煤层瓦斯在自然状态的抽采难度较大二抽采效果差二抽采成本高[1-5]三煤矿开采实践表明,煤层开采引起周围煤岩层产生 卸压增透效应 ,使得即使渗透率很低的煤层,其渗透率也将大幅增加,这为瓦斯的运移和抽采创造了条件三因此,
煤矿开采学2之第十二章煤层群开采顺序
第一节缓斜及倾斜煤层群的开采顺序下行式： 先采上煤层（组），后采下煤层（组）。一般情况下多采用下行式。 上行式： 先采下煤层（组），后采上煤层（组）。层间距较大且有需上行开采技术要求时采用。 如：开采解放层，配采、释放冲击地压等。 上下层同采时，需确定上下工作面安全水平错距。Xmin ＝b ＋L ＋Hcosδ一、上行式开采的技术条件及判定方法 1.比值判别法 比值判别法主要用采动影响倍数K 进行分析，根据上下煤层层间距与下煤层厚度的比值K 计算，多层煤间的判别公式为： 式中：K —采动影响倍数综合值； H 1、H 2、H 3…H n —煤层与煤层的层间距，m ； M 1、M 2、M 3、M n —煤层的采厚，m 。 垮落上行顺序开采的生产实践和研究证明，当综合比值K >6.3时，M 1煤层之下的n 层煤层先采后，在M 1煤层中可以进行正常采掘活动。 21 1M H K = 32 2M H K = 1 += n n n M H K
一、上行式开采的技术条件及判定方法 2.三带判别法 1）当上下煤层层间距小于或等于下煤层的垮落带高度时，上煤层整体性将遭到严重破坏无法进行上行式开采。 2）当上下煤层层间距小于或等于下煤层的裂隙带高度时，上煤层整体性只发生中等程度的破坏，采取一定安全措施后，可进行上行式开采。 3）当上下煤层层间距大于下煤层的裂隙带高度时，上煤层整体性不受破坏，只发生整体移动，可进行上行式开采。 一、上行式开采的技术条件及判定方法 3.围岩平衡法 通过研究采场围岩力系平衡问题来控制岩层台阶错动。上下煤层间岩层的岩性及岩层的结构是控制采动影响的重要因素，当层间距较大，层间岩性较坚硬，或岩层有韧性时，上部煤层受到的破坏影响是很小的。 从满足围岩平衡要求出发，上行开采必要的层间距可按以下公式进行计算： 式中：M—煤层厚度；K1—直接顶岩石碎胀系数；h p—平衡岩层本身厚度；H p—上行开采必要的层间距，m