• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
强突出煤层“内保护层”构建理论及工程实践
  • 176
  • 作者

    辛新平杨程涛魏建平刘勇王一彤徐向宇

  • 单位

    河南能源集团有限公司河南能源集团研究总院有限公司 河南省低渗突出煤层煤与瓦斯共采工程技术研究中心 河南理工大学

  • 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。为了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的提高抽采效果,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。作者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,揭示了构建内保护层消突机理,形成了内保护层构建方法,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。提出的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。促进了河南能源集团的改革重生和高质量发展,对保障矿井安全高效开采、推动行业科技进步具有重要的理论与现实意义。
  • 关键词

    内保护层强突煤层消突技术消突评价抽采效果

  • 文章目录
    0 引言
    1 内保护层技术科学内涵
    2 构建内保护层消突力学判据及评判指标
    2.1 煤与瓦斯突出的能量条件
    2.2突出过程中煤层释放的弹性势能
    2.3突出过程中煤层瓦斯膨胀内能
    2.4 内保护层消突评判分析
    3 内保护层构建技术参数研究
    3.1 内保护层构建正交实验方案
    3.2 多元线性回归分析
    4 内保护层构建技术研究
    5 内保护层构建消突效果评价技术体系研究
    5.1 构建内保护层煤层变形卸压效果的评价
    5.2 构建内保护层瓦斯抽采效果的评价
    5.3 内保护层构建技术消突效果评价体系
    6 结论
  • 引用格式
    辛新平,杨程涛,魏建平等.强突出煤层“内保护层”构建理论及工程实践[J/OL].煤炭科学技术:1-15[2023-07-04].DOI:10.13199/j.cnki.cst.2023-0386.
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