单一低透气性煤层卸压带瓦斯抽采的基础研究.pdfVIP

2012年2月 矿 业安全 与环保 第39卷第1期 单一低透气性煤层卸压带瓦斯抽采的 基础研究 付江伟1,2傅雪海 ，蒋玉玺 (1．中国矿业大学 资源与地球科学学院，江苏徐州221008；2．河南省煤层气开发利用有限公司，河南郑州450016； 3．焦作煤业集团有限责任公司，河南 焦作454002) 摘要：对于不具备保护层开采条件的单一低透气性高瓦斯突出煤层，近年来随着开采强度的不断增 大，仅仅依靠工作面采前预抽已不能满足安全生产需要。为此，在研究煤层采动影响条件下，采煤工作 面前方煤体应力重新分布的基础上，以焦作煤业公司所属矿井为试验场地，通过考察采场矿山压力分布 规律以及不同应力带钻孔瓦斯流量变化规律，对回采工作面卸压带位置和宽度进行了分析和研究，结果 表明，其工作面超前卸压带宽度为 l5～20m，可为合理布置抽采钻孔，提高瓦斯抽采效率提供依据。 关键词：卸压带；工作面；瓦斯抽采；矿山压力；瓦斯流量 中图分类号：TD712．6 文献标志码 ：A 文章编号：1008—4495(2012)01—0004—04 我国大部分煤田成煤时间较长，经多期构造运 1 采掘工作面煤体区域应力的分布及特点 动影响，致使石炭一二叠系煤层瓦斯含量高、透气性 系数低、构造煤发育，煤矿瓦斯灾害严重。长期以来 煤矿井下由于采掘作业的影响，支撑条件发生 的理论研究和高瓦斯突出危险煤层的开采实践证 改变，上覆岩层的原始平衡状态受到破坏，重新分布 明，由于保护层开采后对突出危险性大的被保护煤 于围岩各个层面边界上的力及岩层 中各点的应力促 层能起到充分的卸压增透作用，瓦斯以及地应力得 使该部分岩层发生变形或遭到破坏，在采掘空间前 以有效释放，极大地降低了煤层突出危险性，因而开 方一定范围内形成新的应力平衡。采动影响下煤层 采保护层成为煤矿瓦斯灾害治理的有效措施_】j。 上覆岩层运动的发展，在采空区上方 由下往上依次 我国 《煤矿安全规程》以及国家诸多文件都对高瓦斯 形成垮落带、裂隙带和弯曲下沉带 j。随着顶板岩 突出矿井保护层开采进行了强制性要求 J。对于 层的运动变化，又使得工作面前方不同范围内的煤 单一低透气性高瓦斯突出煤层，尽管可以通过预抽 层受到的顶板岩层应力发生变化，沿煤层向前方一 煤层瓦斯作为区域瓦斯治理的有效措施，但由于煤 般形成卸压区(应力降低区)、应力增高区和原岩应 层透气性低、煤层可钻性差，造成工作面预抽时间 力区的分布特点，如图1所示。 长，采掘接替失调局面严重，无法达到有效抽放煤层 瓦斯、解除采掘工作面突出危险的目标。煤层瓦斯 流动的理论和应用表明 J，对于同一生产矿井，在 ‘ ‘ 基本技术条件相似的情况下，卸压增透是影响钻孔 抽放量最为重要的控制因素。因此，研究利用煤层 1Il ．r●++1， 』』j』 』』 采动影响条件下采煤工作面前方应力带的分布规 律，合理确定卸压带的位置和宽度，进而科学地指导