某煤矿区域综合防突措施研究

摘 要：煤矿地下开采难度大、风险高、投入金额大。突出事故造成人员伤亡惨重，财产损失严重，因此，结合安全生产现状，某煤矿制定出区域综合防突措施，对提高本质安全化水平有一定帮助。

关键词：煤矿；突出；区域防突

1 某煤矿情况简介

某煤矿达到稳定可采厚度的煤层有四层：M0、M12、M13、M14，每层情况如下：

M0煤层：顶板厚1.8～2.5m，平均煤层厚度2.2m，煤层倾角约为23°。

M12煤层：顶板厚1.2～1.4m，平均煤层厚度1.3m。M12煤层距M0煤层间距60m。

M13煤层：距M12煤层8m。平均煤层厚度1.3m。

M14煤层：M13煤层之下，距M13煤层约8m，煤层平均厚度1.1m。

2 区域性防治突出措施

区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。区域防突措施应当优先采用開采保护层；当煤层不具备开采保护层条件时，采用预抽煤层瓦斯区域防突措施 [1]。

2.1 保护层开采

开采保护层分为两种：上保护层；下保护层。

2.1.1 保护层确定

矿区内M12煤层和M13、M14煤层的层间距为8m，M12煤层和M0煤层的层间距为60m，在矿区内M12煤层的煤与瓦斯突出已作鉴定，为不突出煤层，其余煤层未作鉴定，煤层均应视为突出煤层，具有突出危险性，但突出危险程度不详。

（1）根据《防治煤与瓦斯突出规定》[1]中规定，急倾斜煤层上保护层最大保护垂距<60m，下保护层最大保护垂距<80m；缓倾斜和倾斜煤层上保护层最大保护垂距<50m，下保护层最大保护垂距<100m。

根据地质资料，该矿煤层倾角α=23o，属缓倾斜和倾斜煤层，M12、M13煤层的层间距为8m，M13、M14煤层的层间距为8m，可以确定M12煤层作为M13的保护层。M12煤层和M0煤层的层间距为60m，可以确定M0煤层不能作为M12煤层的保护层。

（2）根据《防治煤与瓦斯突出规定》[1]中规定，开采下保护层时，不破坏上部被保护层的最小层间距可用下式计算：

H=KMcosα

式中：H——允许采用的最小层间距，（m）；

M——保护层的开采厚度，（1.3m）；

α——煤层倾角，（23°）；

K——冒落法顶板管理系数，K取10；

经计算，M12煤层作M0煤层下保护层开采时，H=11.96m<15m，符合上述规定中选择保护层的要求。

结合M12煤层煤与瓦斯突出鉴定结果，M12煤层没有煤与瓦斯突出危险性，矿区内煤层开采顺序采用（M12煤层→M0煤层→M13煤层→M14煤层）开采。

2.1.2 保护层保护范围的确定

首采M12煤层，M12煤层开采后对下面M13、M14煤层的有效保护范围，应根据矿井实测资料确定，今后矿井在生产过程中应加强实测工作，首次开采保护层（M12煤层）时，应参照《防治煤与瓦斯突出规定》[1]，初步确定保护层（M12煤层）有效保护范围。

（1）保护层与被保护层之间的最大保护垂距。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》中规定，保护层与被保护层之间的最大保护垂距可参照2.1.1确定。

M12、M13煤层的层间距为8m，M13、M14煤层的层间距为8m，从2.1.1中可知，M12煤层开采后，对下面的M13、M14煤层能够起到较好的保护效果。

（2）沿走向方向的保护范围。若保护层采煤工作面停采时间超过3个月且卸压比较充分，则该保护层采煤工作面对被保护层沿走向的保护范围可按卸压角δ=56°～60°对始采线、采止线及所留煤柱边缘位置的边界线进行划定。保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围见图1。

图1 保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围

（3）沿倾斜方向的保护范围。开采M12煤层时，设计开采长度为120m，因煤层倾角为23°，卸压角为75°，那么可得出M13煤层保护长度为115m，保护层工作面沿倾斜方向的保护范围见图2。

（4）开采保护层区域防突措施应当符合《防治煤与瓦斯突出规定》[1]第四十七条要求。

图2 保护层工作面沿倾斜方向的保护范围

2.2 预抽煤层瓦斯

2.2.1 地面预抽

国外有条件的矿区应优先选用地面井预抽煤层瓦斯的区域防突措施，因为地面预抽安全系数高，但我国目前对于该措施的地面井布置等相关技术参数、效果等还缺少必要的试验考察，且该地区内地质结构复杂，因此暂不考虑在地面施钻预抽。

2.2.2 井下预抽

根据矿井开拓开采巷道布置、煤层的赋存条件和矿井实际情况，考虑采用如下预抽煤层瓦斯的方式。

（1）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯。由于开采M12煤层时，M12煤层为没有突出危险性，为保护层开采。根据矿井开拓开采巷道布置和煤层的赋存条件，在M13、M14煤层不布置专用瓦斯抽放巷，在M12煤层巷道内底板向M13、M14煤层（瓦斯抽放巷距M13煤层8m，距M14煤层8m），穿层钻孔预抽M13煤层M14煤层瓦斯的煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施。在井巷施工作业过程中要按规定对工作面防突效果验证，真正达到消除突出危险性。

（2）顺层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施。该矿M12煤层没有突出危险性，M13，M14煤层具有突出危险性。以M13煤层为例，煤层平均厚度为1.3m。采用顺层钻孔方式，钻孔深度为0.8m。

（3）穿层钻孔预抽石门（含斜井）揭煤区域煤层瓦斯。该防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施。由水平主石门向M12煤层打5个钻孔。钻孔时应保证最小的控制范围为石门揭煤处石门揭煤处巷道轮廓线外12m，同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线的最小距离≥5m。石门揭煤工作面穿层钻孔预抽区域煤层瓦斯措施见图4。

（4）顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯。钻孔应控制的条带长度≥60m，巷道两侧的控制范围是：煤层巷道上帮轮廓线外至少15m，下帮至少15m。钻孔控制范围均为沿层面的距离。煤巷掘进工作面预抽煤层瓦斯措施见图5。

3 结语

开采保护层和预抽煤层瓦斯是目前煤矿开采运行过程中防治煤与瓦斯突出普遍使用的方法，且效果较好。与此同时结合局部综合防突措施能有效降低煤与瓦斯突出风险，提高安全管理水平，减少生命财产损失。

参考文献：

[1]《防治煤与瓦斯突出规定》（国家安全生产监督管理总局令第63号）[S].

作者简介：李霜（1990），女，初级职称，2012年7月毕业于西南科技大学安全工程专业，毕业后进入贵州天宝矿产资源股份有限公司工作，现工作于四川劳研科技有限公司，研究方向为安全评价、安全管理等。