强突出煤层“内保护层”构建理论及工程实践

作     者：辛新平 杨程涛 魏建平 刘勇 王一彤 徐向宇 XIN Xinping;YANG Chengtao;WEI Jianping;LIU Yong;WANG Yitong;XU Xiangyu

作者机构：河南能源集团有限公司河南郑州450046 河南能源集团研究总院有限公司河南郑州450046 河南省低渗突出煤层煤与瓦斯共采工程技术研究中心河南郑州450046 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2023年第51卷第12期

页      面：267-281页

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

主　　题：内保护层 强突煤层 消突技术 消突评价 抽采效果 

摘      要：保护层开采是煤矿瓦斯灾害防治最有效的技术手段,适用于有保护层可采的多煤层(群)等。对于无保护层可采的强突出单一煤层,随着采深加大、开采强度增加、构造更加复杂等多重因素叠加影响,应力与瓦斯耦合型灾害成为主导。为消除煤与瓦斯突出危险,目前采取的诸如机械扩孔、水力冲孔、水射流割缝和水力压裂等措施均能较好地提高抽采效果,但未能实现均匀卸压、均匀增透和消除应力异常,存在一定的消突局限性。如何实现瓦斯高效抽采和高效消突是长期遏制该类煤层安全高效开采的主要技术瓶颈。研究结合河南能源集团所属突出矿井“零距离保护层分层开采、穿层钻孔卸压增透强化抽采消突的工程实践,通过优化穿层钻孔设计、合理选择卸压措施和精准计量掏出煤量,强化卸压消突效果考察,实现大区域连片均匀卸压,形成了在煤层内构建类似保护层的消突途径,提出了“构建内保护层技术,实现了强力均匀卸压、高效抽采,实现煤层快速消突。总结以河南能源焦煤公司为代表的突出矿井瓦斯治理技术发展历史及经验,开展单一厚煤层“构建内保护层技术研究,阐释了“构建内保护层消突的科学内涵、消突机理构建方法,开发了内保护层消突效果评价技术,构建了强突出单一煤层内保护层消突技术体系并制定了相关企业标准。提出强突出单一煤层主动构建内保护层的消突理念,创新了保护层开采的内涵和外延,为强突出单一煤层高效消突提供了较完善的技术体系和较为坚实的理论基础及技术手段。