摘要：在煤和瓦斯突出的矿井中，依照采场接替和煤层上下层之间的关系，所谓保护层指的是先行开采、能使相邻的有突出危险性煤层受到采动影响，并进一步减少或者丧失消除危险的煤层。因此，对保护层的开采工作，应该在被保护层掘进与回采之前进行，无论在时间上还是空间上，都应在被保护层之前进行开采[1]。在实际操作过程中，要在被保护层的顶部和底板部分进行施工，通过抽采钻孔的形式抽采卸压瓦斯，以此达到抽采的效果。此外，在保护层和被保护层之间，层间的距离应保持在合理范围，目的在于在保护层开采时能够使突出危险煤层的应力可以控制，使煤层开采过程中煤和瓦斯突出问题得到解决，实现煤和瓦斯的共采[2]。更为重要的是，煤炭开采过程中，煤和瓦斯突出问题一直广受关注，这种基于物理力学性质综合作用的结果，需要将地应力、瓦斯压力以及煤岩力学性质综合在一起进行考虑。当地应力和瓦斯压力较高，或者煤体强度较低以及结构遭到破坏和层理紊乱时，煤和瓦斯突出的危险就会出现。因此，有必要对突出煤层上保护层开采与保护效果进行分析和论证，找到其中存在的问题和解决的途径，为煤炭开采提供信息支持，更好的促进煤炭开采效果和效率的提升
关键词：突出煤层；保护层开采；保护效果；效果分析
1 地质情况分析
1.1 工作面分析
本况采区 4、5煤层在经过鉴定之后认定为突出煤层，并且在4煤-432m和5煤-546m处都处于突出危险区。16579工作面的标高位于-421到-534m之间，16579 工作面的标高介于-565～-598m之间。因此，要选择为出现突出危险的煤层作为解放层，目的在于能够保护突出煤层，使之能够完成卸压开采。16579工作面位于5煤采区第四块段，地层倾角位4°-6°，均值为5°。这一工作面5煤属于突出煤层，并且处在无突出的危险区域，但是在其正下方，17236工作面则处在突出危险区，能够为抽采保护层卸压瓦斯，而在16579工作面的正下方，沿4煤层施工16579底抽巷，这一区域的4煤和5煤的法向距离为50m左右。
1.2 煤层的瓦斯特征
经过实际测定之后发现，16579工作面4煤的原始透气性系数相对较低，视域难抽放煤层。并且，更为重要的是，该煤层瓦斯含量与瓦斯压力都处于较高水平[3]。进一步的鉴定发现，这一工作面属于突出危险区。但是位于16579工作面正上方的工作面瓦斯基础参数较低，无突出危险。
1.3 地应力和岩石力学特征
根据以往的经验，在选取保护层进行开采的过程中，煤系地层中的结构起着决定性的作用。在该煤系地层中，所含煤层的个数和能够作为保护层的煤层个数起着关键作用。此外，在该煤层保护层和被保护层之间，岩层之间的厚度对对保护层开采效果产生着重要影响[4]。在测定之后发现，16579与其他工作面之间的地应力属于构造应力，而煤层围岩属于高应力软岩。
2 突出煤层上保护层开采方式
2.1 试验区
在当前情况下，在4煤保护层工作面的保护下，4-1煤层有两个被保护层的工作面，采掘作业正在进行。此外，5煤层属于待考察的工作面，走向长超过1000m，倾向长150m，煤层的平均厚度达到了6 m。在该工作面上，煤层的赋存相对稳定，地质构造相对简单，综合机械化采煤更为适合。另一保护层工作面的走向长1500m左右，倾向长达到了200m，煤层平均厚度较低，为4.37m。该工作面设计的平均日产量在2500-3500t左右。所以，在其中的一个工作面上，机巷掘进和切眼以里400m范围内，而回采期间要注意到将突出指标的检验工作做好、做到位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在治理5煤层瓦斯的过程中，不存在保护层开采的条件，因此不得不通过顺层孔预抽工作面的方式，消除瓦斯突出危险，在煤层巷道掘进的过程中，通过“四位一体”的局部防突方法[5]。而5煤层在回采的过程中，要借助顶板高抽巷抽放瓦斯，并配以防突措施，最大限度的消除突出危险。
2.2 突出煤层上保护层保护效果分析
在该煤层首次开采过程中，其保护层要进行保护范围的确定，并对保护效果进行考察，以此来保证良好的保护效果。在一般情况下，要对被保护层工作面的残余瓦斯压力中获得信息，在对瓦斯含量和煤层瓦斯抽放量等指标进行分析后，对保护效果进行综合考察，并得出客观的考察结论[6]。可是，因为该矿井并不具备与测定残余瓦斯压力与含量的条件，因此，在对被保护层进行保护的过程中，并未完成瓦斯的抽放。所以，只能对相关工作面的保护效果与消除突出危险性的情况进行综合考量。
3 突出煤层上保护层保护范围和保护效果分析
3.1 沿垂直方向保护范围的确定
在该矿中，按照所测数据进行分析之后发现，4煤突出煤层上方保护层的任采一层，够能够对5煤的开采起到良好的保护作用。
3.2 沿倾斜方向的保护效果分析
从观测结果来看，2#孔位于43采区的E3433工作面，在机运巷的影响下，测得的压力处于较低的水平；而1#孔在E1212工作面上，其前后的变化并不明显。所不同的是，3#孔在工作面推过前后出现了相对显著的变化。而在1#孔中，最后测得的压力值达到了0.71 Mpa。进一步的研究发现，在瓦斯压力曲线上能够看出，2#孔和3#孔在煤层采动的影响下，其保护范围处于合理范围之内，保护效果较好。
3.3 沿走方向的保护效果分析
进一步的研究发现，在E1212工作面离压力孔后方的十米处，压力出现了下降的情况，而当推过钻孔之时，其中的瓦斯压力出现了快速的降低趋势。而当工作面推过压力孔7米之后，被保护层的卸压情况处于良好的水平，至20m之后，压力已经处于稳定状态，变化范围不明显，并且，其中的瓦斯压力也处于0.1-0.15Mpa范围内。这说明，4煤层的应力得到了明显的释放，5煤的开采对4煤的保护效果良好。
4 结束语
在煤矿（矿井）的开采过程中，保护层是应该受到广泛的关注的。这是因为，保护层开采能够在最大限度上有效、经济的防治煤和瓦斯的突出，对于安全生产将会起到直接的积极的作用。因此，在突出矿井煤层群中，应该选择距离突出、煤层较近，开采后顶、底板岩石发生移动不破坏被保护煤层开采的条件，并将无突出危险或者突出危险程度处于较低水平的煤层为保护层。此外，更为重要的是，要将具体的煤矿、煤层、矿井进行理论和实证分析，并在实测的过程中不断对其进行验证。文章对这一问题进行了系统的分析，得出了一些结论，希望这些结论能够在一定程度上指导现实的实践。
参考文献：
[1] 李秀山，葛新玉.突出煤层保护层开采效果考察[J].能源技术与管理，2012（2）：69-70.
[2] 赵楠，孙悦，唐一博，李雨佳.突出煤层保护层开采及瓦斯抽采效果考察[J].煤，2011（9）：56-58.
[3] 石必明，俞启香.远距离保护层开采煤岩移动变形特性的试验研究[J].煤炭科学技术，2005（2）：39-41.
[4] 罗荣锋.保护层开采对强突出煤层保护效果分析[J].科技风，2011（3）：178-179.
论文作者:吴治国
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/23
标签：煤层论文; 保护层论文; 工作面论文; 瓦斯论文; 效果论文; 压力论文; 应力论文; 《基层建设》2018年第15期论文;