平煤股份四矿远程保护层开采综合治理技术研究
《2024年平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果考察研究》范文
《平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果考察研究》篇一一、引言在煤炭开采过程中，由于煤炭开采工作面所经历的长期动态压力，煤炭消突（突发性灾害事件）问题一直是煤矿安全生产的重要问题之一。
平煤股份四矿作为国内重要的煤炭生产基地，其己15煤层的采空区邻近煤体消突效果考察研究显得尤为重要。
本文旨在通过对该矿区己15煤层采空区邻近煤体的消突效果进行深入考察研究，为煤矿安全生产提供理论依据和技术支持。
二、研究背景及意义随着煤炭开采的深入，采空区的形成和扩大对邻近煤体的稳定性产生了严重影响。
己15煤层作为平煤股份四矿的主要开采层，其采空区邻近煤体的消突问题日益突出。
因此，对采空区邻近煤体消突效果进行考察研究，不仅有助于提高煤矿生产的安全性，还能为煤炭资源的合理开发和利用提供科学依据。
三、研究方法与内容本研究采用现场调查、实验室测试和数值模拟相结合的方法，对平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体的消突效果进行考察研究。
具体研究内容包括：1. 现场调查：对己15煤层采空区及其邻近区域进行实地调查，了解采空区的分布、大小、形状以及邻近煤体的地质条件、采动影响等情况。
2. 实验室测试：对采集的煤样进行物理性质和力学性质测试，包括煤的密度、硬度、抗拉强度、抗压强度等指标，以了解煤体的物理力学性质。
3. 数值模拟：利用有限元分析软件，建立己15煤层采空区及其邻近区域的数值模型，模拟煤炭开采过程中采空区的形成和扩大对邻近煤体稳定性的影响，分析消突效果的规律和特点。
四、研究结果与分析1. 现场调查结果表明，己15煤层采空区分布广泛，大小不一，形状各异，对邻近煤体的稳定性产生了严重影响。
2. 实验室测试结果显示，己15煤体具有较低的抗拉强度和抗压强度，这可能导致在采空区形成和扩大过程中出现消突现象。
3. 数值模拟结果表明，采空区的形成和扩大导致邻近煤体出现应力集中和应力释放现象，当应力超过煤体的承载能力时，就会出现消突现象。
保护层开采瓦斯综合治理与利用技术探索
【 关键词 】 开采保 护层 ；防突；瓦斯抽 地质 条件 复杂，打钻时出现过喷孔等煤与瓦斯突 出典型 动力现象 。矿井 ７煤层实测最大瓦斯压力达到 ０ ． ９ ７ Ｍ Ｐ ａ（ － ６ ８ ３ ｍ） ，８ 煤层实测最大 瓦斯压力 达到 １ ． ７ ５ Ｍ Ｐ ａ（ － ６ ９ ７ ｍ ） ：最大相对瓦斯涌出 量８ ． ６ ６ ｌ Ｉ ｌ ３ ／ ｔ ；平均绝对瓦斯涌 出量 ４ ８ ． ８ ５ ｍ 。 ／ ｍ ｉ ｎ 。 １保 护 层 开 采 卸 压 原 理 及 治 理 方 案 保护层开采过程 中， 下被保护层透气性系数的时空演化规律为 ： 初始值一小幅下 降一大 幅增加 一稳 定一后期下降，稳定后的透气性 系数为原始煤层透气性系数 的数百倍 或上千倍，不同的煤层地质条 件 ，透气性系数增加的倍数不 同。 １ ． １保护层开采试验 区位置及范 围 试验 区位于矿井 中下部 ，浅部以 ５ １煤层－ ６ ０ ０ ｍ为界，深部至 ５ １ 煤层－ ６ ９ １ ｍ底板等高线 ；北 以 ５ ｌ煤层工广保护煤柱为界｛南到 Ｆ ３ 断煤交线 。走 向长平均 １ ７ ０ ０ ｍ ，倾斜 宽 ２ ３ １ ￣２ ４ ０ ｍ ，平均 ２ ３ ５ ｍ ±。 １ ． ２ 被保 护层 的抽采方案 保护层 ７ ２煤 和 ８ ２煤 上 距 ５ １ 煤层 ６ ２ ． ６ ４ ｍ ，在 ５ １ 煤 层 开 采 过 程 中７ ２和 ８ ２煤层 的瓦斯不能通过 ５ １煤层瓦斯抽排系统得到排放 。 必 须充分利用 ５ ｌ 煤层开采在 ７ ２ 煤层和 ８ ２ 煤层 中形成 的岩层卸压和透 气性成百上千倍增大的作用 ，在 ７ ２煤 层和 ８ ２煤层瓦斯流动的活跃 期 内将卸压瓦斯有效地抽采 出来，从根本上区域性地消除煤与瓦斯 突出危险性 。采用底板 网格式上 向施工穿层钻孔抽采 ７ ２煤和 ８ ２ 煤 的卸 压 瓦 斯 。 （ １ ）底 板 巷 位 置 确 定 底板 瓦斯抽放巷一般布置在煤层底板岩性较好 的岩层 中，距 ８ ２ 煤层底板 ２ ０ ￣３ ０ ｍ ，这样可 以保证底板巷在掘进时安全 ，一方面 防 止７ ２煤和 ８ ２煤瓦斯 涌入底板巷 ，另一方面在遇 到小 的断层时不会 误揭煤层 。本 区段内的底 板巷应与上区段底板巷连通形成负压通风 系统 ，保证底板巷 的通 风安全 （ ２ ） 钻场 、钻 孔参 数 设计 在底板 瓦斯抽采巷 内每 隔 １ ５ ｍ ，垂直于底板巷布置一抽采钻场 。 每个钻场 内钻孔 呈扇 形布置，充分卸压区 内钻孔 间距为 １ ５ ｍ ，未充 分 卸压 区 内钻 孔 间距 ５ ～ｌ Ｏ ｍ ，钻 孔 间 距 以煤 层 中 厚 面 为 准 ，钻 孔进 入 ７ ２煤层顶板 ０ ． ５ ｍ 。对于卸压范围内抽放钻孔 的间距 根据考 察效 果可适 当调整 。在两个钻场 中间，在进风巷 和回风巷处增加各 ２个 钻孔 ，从 两侧钻场施工 。 （ ３ ）特殊块 段卸压 瓦斯抽 采方案 对７ ２ 、３煤和 ８ ２煤未被保护 的区域 （ 如开 切眼和 收作线 附近 ） ， 采用底 板巷上向网格式穿层密集钻孔结合顺层钻孔预抽煤层 瓦斯， 消除煤层 突出危 险性 ， 将高瓦斯突出煤 层转变 为低 瓦斯非 突出煤层 。 １ ． ３保护层开采瓦斯涌 出分析 经计算得知 ，工作面 只靠风排不 能满 足安 全生产 的需要 ，必须 配合工作面 瓦斯抽采 。按 照 １ ５ ０ ０ ｍ ￣ ／ ｍ ｉ ｎ 设计 ，回风 瓦斯浓度按 ≤ ０ ． ７ ０ ％ 计算，表 １计算了风排瓦斯 量和所 需抽放 的瓦斯量。
综采工作面无缝对接技术在平煤股份四矿中的应用
平 煤 股 份 四矿 经 过 多年 的开 采 ， 其开采深度不断加大 ， 地 质 开 固定不动 ， 定点甩上机头 ， 使８ ８ ＃架沿着对接控制线逐渐前移 。 由计 采条件愈为复杂 ， 同时受到保护煤柱 、 综采设备和技术水平 的影 响， 算公式 １ 可知 ， 当大切眼正常正常推采距离小切眼里帮 ７ ｍ时 ， 采长 在布置综采工作面时往往不能按照常规的矩形进行设计 ， 而是把工 为 １ ３ ０ ． ６ ５ ｍ， 此时 ８ ８ ＃架距离对接控制 线 ０ ． ０ ３ ５ ｍ； 同理可得大切 眼 作 面 布置 成 刀 把 状 。 这 样 为 了满 足 煤 炭生 产 的 连续 性 和 工作 面 的有 效接替 ， 就需要 刀把工作 面在 回采 的同时 ， 提前将对 接的切眼 内将 综采 设备安装完毕 ， 当刀把工作面回采到对接的切眼时即可进行工 作 面无 缝 对 接 【 】 － ２ ］ 。 实 现 工作 面 的无缝 对 接 的关 键 是 满 足切 眼 内的两 组液压支架间距合理 ， 防止相邻工作面咬架和顶板冒漏【 引 。 现 以平煤 股份 四矿 己 １ ６ — ２ ３ ０ ５ ０ 综 采 工 作 面 为例 ，研 究 综 采工 作 无 缝 对 接技 术。 １工 作 面概 况 平 煤 股 份 四矿 己 １ ６ — ２ ３ ０ ５ ０工 作 面该 面位 于 已 三 东 翼 上 部 ， 北 部己 １ ６ — ２ ３ ０ ７ ０风 巷 （ 已 回采 ） ， 南 部外 段 为 己 １ ６ — ２ ３ ０ ３ ０机 巷 （ 已 回 采） ， 里段 ２ ９ ０ ｍ为 实 体煤 。 西 为三 水 平 主 斜井 、 己三 皮 带下 山和 轨道 下山 ， 东 为二 、 四矿 井 田技 术边 界 ； 上覆 己 １ ５ 煤 已 回采 ， 回采 垂 深在 ７ ８ ５ — ９ １ ４ ｍ之 间 。工 作 面煤 层 厚 １ ． ４ ～ ２ ． ２ ｍ， 平均 １ ． ８ ５ ｎ ｉ ； 煤 层 倾 角 为 ７ ． ３ 。８ ． ７ 。 ， 平均 ７ ． ７ 。 ； 设 计 可 采 机 巷 和风 巷 可 采 长 度 分 别 为 ８ ２ ０ ｍ 和 ８ ３ ２ ｍ， 倾斜 长外段 １ ９ ３ ｍ， 里段 １ ２ ９ ｍ。在工作面掘进过程中共揭露 ３ 条落差为 １ ． ０ — １ ． ２ ｍ的断层 ， 其中２ 条 正断层 ， １ 条逆断层 ， 对回采有 定影响 ； 距采面物探结果推断 ， 外部煤柱界线 向里 １ ２ ０ ｍ和靠近切 眼７ ８ ０ — ８ ２ ５ ｍ处 存 在 薄 煤带 和 隐 伏 断层 ，对 回采 有 一定 影 响 。直接 顶 为 粉 砂 质泥 砂 岩 ， 直 接 底 为深 灰 色 的粉 砂 质 泥 岩 。通 风 方 式采 用 进 一 回” ， 开 采 方 式采 用 综 合 机械 化 后 退 式开 采 。 ２工 作 面 无 缝对 接 技 术实 践 ２ ． １无缝 对 接 方 案设 计 大切 眼在 正 常 推 采 距 备 切 眼里 帮 １ ３ ｍ 以后 ， ８ ８ ＃架必 须 严 格 控 制采高 ， 在竖直方向上沿风巷巷道推采 ， 在 平 面 方 向上 沿 对 接 控 制 线 回采 ， 推 采 过程 中及 时调 整 １ ＃ ８ ８ ＃架 的架 间距 离 ， 保证 ８ ８ ＃ 架 离 对接控制线 ０ ． ０ ５ ０ ． １ ５ ｍ范围内前 移。调整架 间距离 的措施主要依 靠控制工作面输送机 的上窜与下滑来实现。 其方法是 当输送机窜下 机头时 ， 机 头 要 逐 渐加 刀 ， 并掌握好移动幅度 ， 反之 ， 机 尾 要 逐 渐 加 刀， 保证 ８ ８ ＃架能严格沿对接控制线推采 ， 采面伪斜 角度控制在 ９ ５ 。 ９ ６ 。 之间 ， 直至推采到对接位置 。 ８ ８ ＃距离对接控制线距离的经验计 算公 式 见 式 １ 所示 ：
《2024年平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果考察研究》范文
《平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果考察研究》篇一一、引言在煤炭开采过程中，突出灾害始终是矿山安全生产中的一项重大难题。
随着采矿深度的增加和采空区范围的扩大，邻近煤体的地质构造变化愈发复杂，给煤炭的开采带来巨大的安全风险。
因此，针对平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体的消突效果进行考察研究，不仅对矿井安全生产具有重要意义，而且对指导煤矿灾害治理具有重要的实践价值。
二、研究背景及意义平煤股份四矿作为国内重要的煤炭生产基地，其己15煤层的开采过程中面临着突出的地质灾害风险。
采空区邻近煤体的消突效果直接关系到矿井的安全生产与工作面的推进效率。
通过对该区域进行详细的考察研究，可以更准确地掌握采空区地质结构特征及消突规律，为矿山的安全高效开采提供有力的技术支持和科学依据。
三、研究方法与内容本研究采用现场考察、理论分析、数值模拟相结合的方法，对平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体的消突效果进行系统研究。
具体内容包括：1. 现场调查：对己15煤层采空区及其邻近区域进行实地考察，了解采空区的分布特征、地质构造、煤体稳定性等关键信息。
2. 理论分析：结合地质资料和现场调查数据，分析采空区邻近煤体发生突出的物理机制和化学过程。
3. 数值模拟：利用数值模拟软件，对采空区及邻近区域的地质模型进行构建，模拟采动过程中煤体的应力分布、位移变化等关键参数。
4. 消突效果评价：根据模拟结果和现场数据，对消突措施的效果进行评价，提出针对性的治理建议。
四、考察结果分析通过上述研究方法，得出以下考察结果：1. 己15煤层采空区邻近区域地质构造复杂，煤体稳定性较差，存在较高的突出风险。
2. 采动过程中，邻近煤体受到多种应力的共同作用，容易导致煤体发生变形、破裂等行为。
3. 实施消突措施后，能够有效降低突出风险，提高煤体的稳定性，为安全生产创造了有利条件。
4. 不同消突措施的消突效果存在差异，需要根据实际情况选择合适的治理措施。
《2024年平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果考察研究》范文
《平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果考察研究》篇一一、引言随着我国煤炭开采技术的不断进步，煤炭资源的开采效率和安全性越来越受到关注。
平煤股份四矿作为国内重要的煤炭生产基地之一，己15煤层的开采工作尤为重要。
然而，采空区邻近煤体的突出问题一直是影响煤矿安全生产的重要因素。
因此，对己15煤层采空区邻近煤体消突效果进行考察研究，对于提高煤矿生产效率和保障矿工生命安全具有重要意义。
二、研究背景及意义平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突问题，是煤炭开采过程中常见的地质灾害之一。
煤体突出不仅会造成生产设备的损坏，还会威胁到矿工的生命安全，给企业带来巨大的经济损失。
因此，研究消突技术，提高采空区邻近煤体的稳定性，对于保障煤矿安全生产、提高开采效率具有重要现实意义。
三、研究方法与内容本研究采用现场考察、实验室测试和数值模拟相结合的方法，对平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果进行综合考察研究。
1. 现场考察：对己15煤层采空区进行实地勘察，了解煤体突出情况、采空区地质构造及周边环境。
2. 实验室测试：对采集的煤样进行物理力学性质测试，包括煤的强度、硬度、韧性等指标，以及煤的化学成分分析。
3. 数值模拟：利用岩土力学软件建立己15煤层采空区的三维模型，模拟煤体突出的过程，分析消突技术的效果。
四、消突技术研究及应用针对平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突问题，本研究提出以下消突技术措施：1. 注浆加固技术：通过向采空区注入高强度、高稳定性的浆液，提高煤体的强度和稳定性，防止煤体突出。
2. 支护技术：在采空区周围设置支护结构，如锚杆、锚索等，增强采空区的整体稳定性。
3. 合理开采布局：根据地质条件和开采需求，合理设计开采布局，减少采空区的形成和扩大。
在实际应用中，这些消突技术措施取得了显著的效果，有效地减少了煤体突出的发生频率和规模。
五、考察研究结果分析通过对平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果的考察研究，得出以下结论：1. 注浆加固技术和支护技术的应用，显著提高了采空区邻近煤体的强度和稳定性，有效减少了煤体突出的发生。
远距离上保护层开采瓦斯治理创新技术
远距离上保护层开采瓦斯治理创新技术摘要：瓦斯是一种无色无味的气体，主要含有甲烷，相对于空气的密度为0．55。
其和水几乎不相容，且渗透能力很强，有在空气中迅速扩散的性质。
在空气中达到一定的浓度时，就会爆炸，时刻威胁着矿工的安全。
瓦斯资源的抽采利用具有经济、环保、安全等方面的意义，因而，我国必须走煤层气与煤炭协调开发的道路，进行科学开采，提高科学产能。
关键词：远距离保护层；瓦斯治理创新技术远距离保护层开采，两层煤瓦斯压力、煤层变形量、抽采量、浓度等参数的考察，确定远距离上保护层开采、坚硬顶底板条件下，被保护煤层的瓦斯治理效果及卸压瓦斯抽采规律。
为了保证瓦斯保护层工作面安全回采，给解放突出煤层创造时空条件，需要采取多种有效的瓦斯综合治理。
1.概况分析矿井煤系地层以泥岩、粉砂岩为主，煤层瓦斯具有较好的生储盖条件。
工作面标高为-593~ -657m。
走向长550m，倾斜长185m，煤厚为2.7m，根据实验室对瓦斯吸附常数及煤的工业分析测试结果，采用间接法计算煤层瓦斯含量，并得出煤层瓦斯压力、瓦斯含量随埋深处于1.27~1.58MPa之间，煤层瓦斯含量为6.68~7.73 m3 / t 其煤层瓦斯压力已经超过了瓦斯抽放基本指标规定的0. 74MPa，煤层瓦斯含量也接近其规定的临界值（8m3/t）。
因此，保护层工作面回采期间受到本煤层以及邻近层瓦斯涌出的影响，安全开采形势严峻。
在工作面采取了地面钻孔、远距离穿层钻孔、顺层钻孔、高位钻孔、斜交孔、老空区埋管、高抽巷和水平孔全方位立体交叉综合抽放手段，形成了地面与井上抽放相结合、穿层和本层抽放相结合、保护层开采与卸压瓦斯抽放相结合的瓦斯治理模式，为高瓦斯工作面的安全高效开采奠定了基础。
2.远距离上保护层开采瓦斯治理创新技术2.1均压通风合理调整配风量控制瓦斯抽放量。
均压通风是回采工作面防灭火的一项重要技术措施，回采工作面均为高瓦斯工作面，传统的观点认为，以风定产就得加大风量处理瓦斯，而大风量虽然能充分稀释工作面瓦斯，但是会造成采空区漏风量加大、加深，将采空区深部瓦斯扫出，大量漏风稀释采空区瓦斯，使得采空区高浓度瓦斯区减小、低浓度瓦斯区增大，抽采效果降低而且漏风量大，对防采空区自然发火非常有害。
《2024年平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果考察研究》范文
《平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果考察研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入进行，采空区的形成及其对邻近煤体的影响逐渐成为煤炭行业关注的重点。
平煤股份四矿己15煤层作为重要的煤炭资源，其采空区邻近煤体的消突效果直接关系到矿井的安全生产和经济效益。
因此，本文旨在通过对平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体消突效果的考察研究，为煤炭开采过程中的安全管理和技术改进提供参考。
二、研究背景与意义随着煤炭开采的不断深入，采空区的形成在地下煤炭资源开发中是一个不可避免的现象。
采空区的存在会对邻近煤体产生压力、地应力、瓦斯等因素的影响，从而导致煤体发生突出等安全风险。
因此，研究采空区邻近煤体的消突效果对于预防煤矿事故、保障矿工生命安全、提高煤炭资源开采效率具有重要意义。
三、研究方法本研究采用现场考察、实验分析和数值模拟相结合的方法，对平煤股份四矿己15煤层采空区邻近煤体的消突效果进行全面考察研究。
具体包括以下几个方面：1. 现场考察：对平煤股份四矿己15煤层的采空区及其邻近煤体进行实地考察，了解采空区的分布、大小、形状以及邻近煤体的地质条件、煤层厚度等情况。
2. 实验分析：采集平煤股份四矿己15煤层及采空区邻近煤体的样品，进行实验室分析，了解煤体的物理性质、化学性质及力学性质等。
3. 数值模拟：利用数值模拟软件，建立平煤股份四矿己15煤层采空区的三维模型，模拟采空区对邻近煤体的影响，分析消突效果的优劣。
四、考察研究内容与结果1. 采空区对邻近煤体的影响分析通过对平煤股份四矿己15煤层采空区的实地考察和数值模拟，发现采空区的存在会对邻近煤体产生压力、地应力、瓦斯等因素的影响，导致煤体发生突出等安全风险。
其中，瓦斯是导致煤体突出的主要因素之一。
2. 消突措施及效果分析针对采空区对邻近煤体的影响，平煤股份四矿采取了一系列的消突措施，包括加强瓦斯抽放、注浆加固、支护加固等。
通过实地考察和实验分析，发现这些措施在一定程度上有效地减缓了采空区对邻近煤体的影响，提高了煤炭开采的安全性。
平煤股份四矿远程保护层开采综合治理技术研究
丁 煤层 是突 出煤 层 ， 有组 内 近距 离 保 护 层 没
可 以 开 采 。 根 据 平 煤 集 团 公 司 区 域 瓦 斯 治 理 指 导 思 想 和 矿 井 安 全 生 产 计 划 要 求 ， 采 戊 煤 层 ， 其 上 开 对 部 丁 煤 层 形 成 卸 压 保 护 ， 得 了 良好 的 瓦 斯 抽 采 取 与 治 理 效 果 ， 现 了安 全 、 效 、 产 的 目的 。 实 高 高
２１ ００年第 ６期
中 州 煤 炭
总第 １４期 ７
平 煤 股 份 四 矿 远 程 保 护 层 开 采 综 合 治 理 技 术 研 究
陶 伟 ， 孝 有 王
（ 煤 股 份 四矿 ， 南 平 顸 山 平 河 ４ ７０ ６ ０ ０）
摘要： 为解 决 低 透 气 性 高 瓦斯 突 出危 险煤 层 开 采 中 的煤 与 瓦 斯 突 出 问 题 ， 述 了保 护 层 开 采 的 机 理 ， 合 平 论 结 煤 四矿 实 际 情 况 ， 保 护 层 开 采 的 必要 性 及 可行 性 进 行 了分 析 ； 出 了远 程 保 护 层 开 采 “ 对 提 三位 一 体 ” 立 体 的
２２ ．
最 大 保 护 垂 距
最 大 保 护 垂 距 可 参 照 表 １或 用 式 （ ） 式 （ ） ３ 、 ４ 计
算 确定 ：
表 １ 保 护 层 与 被 保 护 层 之 间 的 最 大 保 护 垂 距
煤 层 类 别 最 大 保 护 垂 距／ ｍ 上 保 护 层 下保 护 层
平 煤 股 份 四 矿 是 一 座 现 代 化 矿 井 。 随 着 矿 井 开 采 深 度 的 逐 步 延 伸 ， 层 瓦 斯 含 量 、 斯 压 力 逐 步 加 煤 瓦 大 ， 井 突 出危 险 性 逐 渐 加 大 ， 斯 涌 出 量 激 增 ， 矿 瓦 使
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平煤股份四矿远程保护层开采综合治理技术研究
[摘要]分析了保护层开采的机理，指出了保护层开采的必要性及可行性；提出了远程保护层开采“三位一体”的立体综合治理新模式，实现安全、高效、高产的目的。
[关键词]远程保护层开采；防突机理；可行性；三位一体；综合治理
中图分类号：s157.2 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）12-0317-02
煤炭是国民经济和社会发展的重要基础，在我国一次能源生产和消费结构中始终占70%左右，预测到2010年煤炭占60%左右，2050年将占50%以上，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源之一。
因此，必须确保煤炭工业持续、稳定、健康地发展。
但随着煤矿开采规模的不断扩大，开采深度的增加，煤矿安全生产问题成为制约矿井高产高效的主导因素，而煤与瓦斯突出问题是煤矿安全生产的主要危害。
开采低透气性高瓦斯有突出危险煤层中，煤与瓦斯突出是严重威胁煤矿安全高效生产的主要灾害。
如何安全、经济、有效地防治煤与瓦斯突出事故，很多专家学者为此进行了大量的研究，提出了许多有效的防治措施，对减少和预防煤与瓦斯瓦斯做出了卓有成效的贡献[1]。
《煤矿安全规程》中明确规定：“在煤与瓦斯突出矿井开采煤层群时，必须首先开采保护层。
开采保护层后，在被保护层中受到保护的区域按无突出危险煤层进行采掘工作，未受到保护的区域，必
须采取防止突出危险措施[2]”。
由此可见：保护层开采技术已是被大量实践证明并用法规形式确立的防治煤矿突出危险的行之有效
方法，在国内外被广泛应用。
1 矿井概况
平煤股份四矿是一座现代化矿井，是集团公司的主力矿井之一。
随着矿井开采深度的逐步延伸，煤层瓦斯含量、瓦斯压力逐步加大，矿井突出危险性逐渐加大，瓦斯涌出量激增的严重形势，使矿井的安全生产和高产高效建设受到极大威胁[3]。
特别是该矿的丁九采区和戊九采区，丁九采区的丁5、6煤层是突出煤层，在掘进巷道时，顶钻、夹钻、煤炮等动力现象明显，严重影响了巷道掘进施工进度；戊九采区的综采面在回采过程中瓦斯影响生产问题也是非常严重。
丁5、6煤层是突出煤层，没有组内近距离保护层可以开采。
根据集团公司区域瓦斯治理指导思想和矿井安全生产计划要求，开采戊8煤层对其上部丁5、6煤层形成卸压保护，取得了良好的瓦斯抽采与治理效果，实现了安全、高效、高产的目的。
2 保护层开采理论
保护层开采后，周围的煤岩层向采空区移动，采空区上方岩体冒落并形成自然冒落拱，采空区下方岩体向采空区膨胀成裂隙。
使得采空区上、下方煤岩体产生应力、透气性、瓦斯压力、位移等变化。
其次序表述如下：开采保护层→岩层移动→被保护层卸压→（煤层透气性增加、瓦斯解吸）→煤（岩）层瓦斯排放能力增高→（瓦斯
排放、钻孔瓦斯流量增大→瓦斯压力降低→瓦斯含量减少→煤机械强度提高→应力进一步降低）。
在由岩石卸压角所圈定的卸压带内，地层应力降低，垂直煤层层面方向呈现膨胀变形。
在煤层和岩层内不但产生新裂缝，原有裂缝也张开扩大，使得煤层透气性增高数十到数百倍，部分岩石裂缝是垂直层面的，在距保护层一定距离内，这些裂缝可彼此贯通直至与保护层采空区连通，为解吸瓦斯涌入保护层采空区提供了条件。
3 保护层开采可行性分析
3.1 开采下保护层的最小层间距
按照《防治煤与瓦斯突出规定》关于确定保护层开采范围的要求：开采下保护层时，不破坏上部被保护层的最小层间距离可参用式（1）或式（2）确定：
3.2 最大保护垂距
最大保护垂距可参照表1保护层与被保护层之间的最大保护垂距选取或用式（3）、式（4）计算确定：
、—下保护层和上保护层的理论最大保护垂距，m。
它与工作面长度l和开采深度h 有关，可参照表2取值。
当时，取，但l不得大于250m；
-保护层开采的影响系数，当时，，当时，；
m-保护层的开采厚度，m；
-保护层的最小有效厚度，m。
可参照图2确定；
-层间硬岩（砂岩、石灰岩）含量系数，以表示在层间岩石中所
占的百分比，当时，，当时，。
根据表2和与开采深度h 和工作面长度l之间的关系结合戊
8-19170工作面的实际情况，可取值117m；根据图2保护层工作面的最小有效厚度与开采垂深之间关系图可得，保护层的最小有效厚度m0可取值0.7m；又因为m=2.2m，即m>m0，可取值1；又因为戊8煤层和丁5、6煤层之间的岩层80%以上为泥岩、砂质泥岩等软岩，所以层间硬岩（砂岩、石灰岩）含量系数可取值1，可得
因为戊8煤层上覆丁5、6煤层层间距70米左右，大于21.72m
而小于117m，所以实验煤层在有效保护范围之内。
4 保护层开采综合治理措施研究
瓦斯治理措施可分为三种：一是通风，二是瓦斯抽放，三是瓦斯抽放和通风方式相结合的综合方式。
这些措施的着眼点在于：（1）改变工作面风流的流动方向，使瓦斯涌出均匀化；（2）减少采空区瓦斯涌出量；（3）隔离高浓度瓦斯。
根据远程保护层开采卸压瓦斯时空运移规律研究结果提出远程保护层开采卸压瓦斯治理的新模式：即采用专用瓦斯抽采巷埋管+封堵、顶板走向钻孔抽放裂隙带瓦斯、u+l型通风等措施“三位一体”的立体综合治理，实现安全生产的目的。
4.1 专用瓦斯抽采巷埋管+封堵抽采技术
根据流体力学理论，通风井巷中，风流总是从风压大处流向风压小处，风压差是克服通风阻力使风流流动的动力。
由于专用瓦斯抽采巷与采空区连通，滞后工作面，有利于采空区高浓度瓦斯沿专用
瓦斯抽采巷；通过调节风巷与专用瓦斯抽采巷的过风量及风压，抑制高瓦斯综采工作面采空区瓦斯向采面上隅角和风巷涌出，引导采空区瓦斯向专用瓦斯抽采巷方向运移，采空区漏风流与高浓度瓦斯充分混合之后80%以上瓦斯涌出量由专用瓦斯抽采巷排出，容易造成专用瓦斯抽采巷内瓦斯浓度超过2.5%，影响生产，专用瓦斯抽采巷埋管+封堵抽采就是提前在专用瓦斯抽采巷内预埋瓦斯抽放花眼管，对专用瓦斯抽采巷与采空区连通的联络川涌出的高瓦斯浓度进行封堵抽采。
具体要求：在专用瓦斯抽采巷内预埋￠300mm螺旋抽放管，每一个回风联络川以里（采空区方向）预留一个三通，该回风联络川推过1～3m时，由救护队员打开三通，用编制袋装煤对专用瓦斯抽采巷进行垛墙封闭，即可阻止尾巷高浓度瓦斯外涌，又可利用预留抽放管路抽取高浓度瓦斯进行发电，抽放浓度可达到8～10%，混合流量180m3/min以上，纯流量14m3/min以上，为四矿瓦斯发电提供了充足、稳定的气源。
并大大缓解了高浓度瓦斯沿专用瓦斯抽采巷涌出造成采面断电对生产的影响。
4.2 顶板高位钻孔抽放裂隙带瓦斯
顶板高位钻孔是在风巷内向煤层顶板施工的钻孔，顶板高位钻孔瓦斯抽放又称顶板裂隙带抽放，是根据煤层瓦斯地质条件及瓦斯流动规律而设计的，主要作用是以工作面回采采动压力形成的顶板裂隙作为通道来抽放工作面上覆岩层及上隅角涌出的瓦斯，并且减小上邻近层瓦斯涌向工作面的可能性，同时对采空区下部的瓦斯起到拉动作用，改变采空区瓦斯流向分布，从根本上解决由于采空区瓦
斯大量涌出造成的工作面上隅角及回风瓦斯超限的问题，从而保证采煤工作面安全作业，提高采面生产能力。
由于戊8-19170采面回风巷瓦斯浓度比较高，尤其上隅角瓦斯积聚现象严重，单一的增加风量不能有效的解决问题，因此设计了顶板高位钻孔抽放瓦斯的方案，图4为顶板高位水平走向钻孔抽放示意图。
顶板高位钻孔抽放随着戊8-19170工作面的回采开始而开始，随着戊8-19170工作面的回采结束而结束，大约抽放一年的时间，抽出瓦斯量约68万m3，上隅角瓦斯浓度显著降低，顶板高位钻孔抽放在该面很好的发挥了作用，保证了安全生产。
4.3 u+l型通风方式
针对上隅角瓦斯频繁超限的情况，通过改变工作面通风方式来治理远程保护层开采卸压瓦斯技术。
u+l型通风系统不仅增加了工作面的风排瓦斯量，而且由于瓦斯浓度分布的改变，在风流压差的作用下采空区的相当大的一部分瓦斯被
引入专用排瓦斯巷，减少了工作面上隅角的瓦斯涌出，大大改善了u型工作面上隅角瓦斯超限问题。
该系统用风量少而排放瓦斯量大、安全可靠性提高，因此得到广泛应用。
距戊8-19170风巷平距外错6m，平行于风巷方向，沿戊8煤层顶板，施工一条专用瓦斯抽采巷（俗称尾巷），每隔20m同风巷做一个回风联络巷，共46个联络巷，形成”一进两回”的u+l通风方式。
尾巷设计全长916m，净断面5.9m2，采用锚网支护，u+l通风方式布置示意图见图2所示。
应用u+l通风方式，彻底解决了上隅角瓦斯积聚、回风流瓦斯超限的问题，解放了生产力，工作面产量得到大幅提高，实现安全、高效生产，并且保证了瓦斯的综合利用，做到了煤与瓦斯共采，为同类矿井保护层开采瓦斯治理以及瓦斯利用提供有意义参考价值。
5 结论
开采保护层工作面与未开采保护层工作面相比较瓦斯涌出量明显减少，瓦斯压力、瓦斯含量明显降低，煤层透气性系数极大地提高，煤样突出参数、防突测试指标较小，突出危险性明显降低。
被保护范围内采掘工作面仅采用预测进尺，节省大量防突成本，大大提高采掘工作面的单产单进水平。
提出了高瓦斯远程保护层开采的新模式：即采用专用瓦斯抽采巷埋管+封堵、顶板走向钻孔抽放裂隙带瓦斯、u+l型通风等措施“三位一体”的立体综合治理，实现安全、高效、高产的目的。
参考文献
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