保护层开采技术介绍.ppt

报 告 提 纲 Thank you！ * * 保护层开采技术 —首选区域防突措施 报 告 人：苏现波 教授 博导 工作单位：河南理工大学 联系方式：0391-3987981 suxianbo@ 一、《防突规定》基本规定 二、开采保护层防突机理 三、保护层采动作用基本规律 四、保护层保护范围的确定 五、选择保护层的原则 六、开采保护层的要求 七、保护层保护效果检验 第四十五条 区域防突措施是指在突出煤层进行采掘 前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包 括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。 开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。 保护层：为消除邻近煤层的突出危险而先开采的煤层或岩层称为保护层；位于突出危险煤层上方的保护层称为上保护层，位于下方的称为下保护层。 被保护层：由于保护层开采的采动作用并同时抽采卸压瓦斯，可使邻近的突出危险煤层的突出危险区域转变为无突出危险区，该突出危险煤层称为被保护层。 根据保护层与被保护层之间的垂距（h），划分为： 近距离保护层 h≤10 m 中距离保护层 10 m＜h＜50 m 远距离保护层 h≥50 m 一、《防治煤与瓦斯突出规定》基本规定 第四十条 区域防突措施应当优先采用开采保护层。 预抽煤层瓦斯措施：所使用的钻孔在煤层中的分布不可能是连续的，有的还有较大的空白带。 开采保护层：对被保护层所形成的卸压作用则是非常均匀的，因而是最可靠和有效的防突措施。 优先采用开采保护层区域防突措施，即应首先考虑是否有开采保护层的条件，当有条件时应直接开采保护层，或者在开采保护层的前提下将预抽煤层瓦斯作为辅助手段结合使用；优先开采保护层，即应突破正常的可采煤层条件，积极创造开采保护层的条件，在没有理想保护层的情况下，应试验应用薄煤层回采技术，尽可能开采薄煤层作为保护层，当被保护层突出危险性非常大的情况下也应考虑开采煤线或软岩层；优先开采保护层要综合考虑安全效益、开采保护层与后期开采被保护层的整体经济效益。 一、《防治煤与瓦斯突出规定》基本规定 国内外的考察资料证明，保护层开采后，被保护层的应力变形状态、煤体结构和瓦斯动力参数都将发生显著的变化。在时间上，卸压作用是最先出现的，卸压过程甚至有时在保护层工作面前方10~20 m处开始。在工作面后方，膨胀变形速度加快时，瓦斯动力参数才发生变化，参数变化次序为： 二、开采保护层防突机理 其防止煤与瓦斯突出机理为： 尽管保护层的保护作用是卸压和排放瓦斯综合作用的结果，但卸压作用是引起其它因素变化的依据，卸压是首要的、起决定性的。因此，只要突出层受到一定的卸压作用，煤体结构、瓦斯动力参数便会发生如上顺序的变化。 二、开采保护层防突机理 保护层采动作用（被保护层应力变形状态和瓦斯动力参数变化） 1 走向方向（分为4带） 正常应力带（瓦斯自然涌出带）：一般分布在保护层采煤工作面前方40~50m处。此带内岩层未受采动影响，承受正常压力；瓦斯动力参数保持原始数值，钻孔瓦斯涌出量按负指数规律自然衰减。 集中应力带或支撑压力带（瓦斯涌出减少带）：一般分布在保护层采煤工作面前方50m至后方20m处。最大支撑压力点位置，一般位于保护层工作面前方2~30m处，且大多数在工作面前方10m范围内，与其对应的最大压缩变形值为0.1‰~3.33‰。 在该带内，由于集中应力作用，煤体裂缝和孔隙闭合，透气性降低，瓦斯流量减小。 三、保护层采动作用基本规律 1 走向方向 卸压带（瓦斯涌出活跃带）：出现急剧卸压的那点为卸压带的初始点，该点通常位于工作面后方5~20m处，最大卸压点（最大膨胀变形点）位于工作面后方20~130m处。过了最大卸压点后，卸压速度逐渐减小，直到应力恢复带为止，仍保持显著卸压状态。 在该带内，因压力已传递给此带以外的岩层承受，煤层承受压力不断减小，即产生卸压作用，煤体产生膨胀变形，透气性增加，瓦斯加剧解吸，流量不断增加并达到最大值，瓦斯压力急剧下降。 该带瓦斯涌出活跃，最宜于钻孔抽放瓦斯。 三、保护层采动作用基本规律 1 走向方向 应力恢复带（瓦斯涌出衰减带）：位于工作面后方较远处。保护层采空区内冒落岩石逐渐被压实，处于此带的煤（岩）层重新支撑压力，但应力值已小于原始应力值，煤层仍保留一定的膨胀变形，因瓦斯经长期自然排放或人工抽放，已处于衰减状态，失去抽放价值。 三、保护层采动作用基本规律 2 垂直煤层方向（分为3带） 岩石混乱移动带（冒落带）：该带距保护层距离h≤10m，形成层间距纵横交错的互相沟通的大裂隙系统，处于该带内的