[00144914]深井近距离煤层群安全开采新模式与关键技术

一、成果背景 平煤股份四矿、五矿等己15、己16-17为（极）近距离煤层群,且己16-17煤层为煤与瓦斯突出煤层,采用开采上位保护层（己15煤层）的方法对己16-17煤层进行消突,取得了良好的效果,为进一步提高开采效果和改进工作面通风方式,统一有效解决上保护层开采过程中工作面上隅角瓦斯浓度超限及提高工作面推进速度等问题,提出在下位煤层中已卸压区域（采空区）开掘巷道抽采本煤层卸压瓦斯,同时将该巷道作为下位煤层开采的回采巷道,起到“一巷多用”的效果。项目针对近距离煤层采空区下动压巷道合理布置与围岩控制问题,通过提高巷道的利用效率降低瓦斯抽采成本,对改善工作面通风、增强瓦斯抽采效果与安全开采保障能力,具有重要意义。 二、主要研究内容 （1）煤岩体物理力学特性测试分析; （2）极近距离煤层群开采条件下采动应力分布及传递规律; （3）不同巷道位置和采动条件下巷道围岩变形机理; （4）近距离采空区下动压回采巷道围岩稳定控制技术; （5）近距离煤层下位保护巷瓦斯抽采方案。 三、创新点 （1）提出了一种深井近距离煤与瓦斯突出煤层群安全开采新模式。突破传统煤与瓦斯突出煤层开采巷道布置方式,在近距离煤层群下位煤层卸压区域当中布置一条回（抽）采多功能保护巷道,既能抽采上位煤层瓦斯,又能抽采本煤层瓦斯,一巷多用,有效提高了巷道的利用效率,降低了瓦斯抽采成本,改善了工作面通风、增强了瓦斯抽采效果、提高了矿井安全生产保障能力。 （2）基于极近距离煤层群开采下位煤层围岩破裂及应力分布规律,确定了近距离煤层群开采下位保护巷合理位置。系统研究了极近距离煤层群开采围岩应力分布及支承压力传递规律,掌握了下位煤层应力分布特征;根据极近距离煤层群下位保护巷顶板破碎、受上位煤层和本煤层工作面多次采动影响的特点,研究了不同煤层层间距及内错距离条件下下位保护巷围岩变形特征,以巷道围岩应力分布情况及变形特征作为评价指标,确定了下位保护巷合理位置。 （3）提出了一套近距离采空区下动压回采巷道围岩稳定控制技术。基于“分区支护、分源控制”和“及时主动支护、支护结构强化”原则,提出一套以煤层间距为分区指标、以锚杆支护为基本支护、以架棚为补强方式的下位保护巷围岩控制技术,并通过长期系统观测验证了近距离煤层下位保护巷围岩控制技术可靠稳定性。 四、成果应用情况 研究成果在平顶山天安煤业股份有限公司得到了成功应用,取得了良好的技术与经济效果,研究解决了近距离煤层采空区下动压巷道合理布置与围岩控制问题,通过提高巷道的利用效率降低瓦斯抽采成本,对改善工作面通风、增强瓦斯抽采效果及实现矿井安全经济高效生产具有重要的意义。目前,正在全矿区进行推广应用,并将向国内其他矿区推广应用。