[发明专利]千米垂深矿井近距离极薄保护层与采煤面协同开采的方法

说明书

本发明公开一种千米垂深矿井近距离极薄保护层与采煤面协同开采的方法，步骤如下：S1：首先进行保护层开采，遇硬岩段进行松动爆破；S2：展开综合机械化开采，进行瓦斯立体抽采；S3：在回风隅角布置瓦斯抽放管路，工作面裂隙带布置高抽巷，预抽采空区瓦斯；S4：将被保护层瓦斯抽采至安全开采范围以内，继续开采保护层；S5：保护层开采结束后，进行矸石回填；S6：采煤工作面转入被保护层进行开采，开采采用综合机械化采煤。本发明采用煤层保护层卸压增透的开采技术，降低煤与瓦斯突出危险性，降低了施工成本、缩短了开采周期，方便安全管理，尤其适用于具有低压力、低渗透率、低饱和度及非均质性强的煤层开采。

技术领域

本发明涉及煤炭开采技术领域，具体涉及千米垂深矿井近距离极薄保护层与采煤面协同开采的方法。

背景技术

瓦斯作为一种洁净能源，应予开采和利用。但我国大多数煤矿区煤层气赋存具有低压力、低渗透率、低饱和度及非均质性强的“三低一强”的特性，传统的瓦斯抽采方法一般是在井下通过开掘大量煤岩巷道，采用巷道+穿层钻孔抽采(简称巷道钻孔法)瓦斯，该方法在浅部开采中易于实施，但在深部应用面临巨大困难：抽采瓦斯专用岩巷(2～3条)工程量大、层位控制困难、掘进风险大、抽采不均衡、采场接替紧张、综合效益差。

由于前中部煤炭资源的开采，我国煤炭资源转入深部。我国40％以上的煤矿属于高瓦斯矿井，95％以上高瓦斯矿井所开采煤层是低透气性煤层，高瓦斯低透气性煤层开采一直是世界性难题。截止目前，我国已有20个省区的一些矿井发生了突出，仅国有煤矿就有突出矿井250多处，共发生突出14500多次，占世界总突出次数的37％，仅强度超过千吨的特大型突出就有100次。近年来，随着开采深度的增加，一些低瓦斯矿井或高瓦斯矿井逐步成为突出矿井，突出次数日渐增多，造成的灾害日益严重要解决煤层卸压增透问题，最有效的方法是采用煤层保护层卸压增透的开采技术。

《防治煤与瓦斯突出规定》规定突出煤层必须采取区域性防突措施，保护层开采技术为一种主要的区域性防突措施，其中涉及保护层与被保护层两个煤层。为消除邻近煤层(被保护层)的突出危险而先开采的煤层称为保护层；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转变为无突出危险煤层，该突出危险煤层称为被保护层。

通过保护层的开采，使被保护层顶(底)板发生弹性变形并产生裂隙，从而使被保护层内的瓦斯潜能得到释放，降低或消除煤与瓦斯突出危险。达到开采一层煤、解放一层煤的区域性治理瓦斯的目的。然而保护层开采需要满足一定的适用条件，包括煤层间距、煤层赋存、瓦斯含量等条件。如果开采煤层为不具备煤层保护层的单一低渗透煤层，则必须寻求新的卸压增透途径，提高卸压增透效率。

发明内容

本发明提供一种千米垂深矿井近距离极薄保护层与采煤面协同开采的方法，采用煤层保护层卸压增透的开采技术，降低煤与瓦斯突出危险性，降低了施工成本、缩短了开采周期，方便安全管理，尤其适用于具有低渗透率、低饱和度及非均质性强的煤层开采。

千米垂深矿井近距离极薄保护层与采煤面协同开采的方法，包括如下步骤

S1：首先进行保护层开采，遇硬岩段进行松动爆破；

S2：展开综合机械化开采，当保护层开采至220m时，进行瓦斯立体抽采；

S3：在回风隅角布置两趟瓦斯抽放管道，分别为DN500mm、DN300mm，在回风巷内错20m，开切眼内错20m，工作面裂隙带布置高抽巷，预抽采空区瓦斯；

S4：将被保护层瓦斯抽采至安全开采范围以内，继续开采保护层；

S5：保护层开采结束后，进行矸石回填，将矸石从矸石仓运输至运矸巷，进行破碎后从回风巷回填到采空区；

S6：采煤工作面转入被保护层进行开采，开采采用综合机械化采煤，采用走向长壁后退式采煤法。

进一步的，综合机械化开采包括采煤机、液压支架、刮板输送机。