保护层的开采厚度等于或小于0.5m、上保护层与突出煤层间距大于50m或下保护层与突出煤层间距大于80m时,必须对保护层的保护效果进行检验。矿井首次开采保护层时,必须进行保护效果及保护范围的实际考察,并
保护层的开采厚度等于或小于0.5m、上保护层与突出煤层间距大于50m或下保护层与突出煤层间距大于80m时,必须对保护层的保护效果进行检验。矿井首次开采保护层时,必须进行保护效果及保护范围的实际考察,并不断积累、补充和完善资料,以使得出保护效果及保护范围的参数。
【解读】本条是关于对保护层保护效果检验的规定。
保护层,一般是指在突出矿井的煤层群中首先进行开采的无突出危险或突出危险性小的煤层。
根据保护层的位置不同,位于被保护层上部的叫上保护层,反之叫下保护层。
在保护层先行开采后,开采层周围的岩层和煤层向采空区方向移动、变形,岩层经过不断移动,地层应力重新分布,在采空区上方形成自然冒落拱,压力则传递给采空区以外的岩层承受。这样,就对开采层周围的煤层(包括突出煤层在内)和岩层产生采动影响,突出煤层的瓦斯动力参数将发生重大变化。在采空区岩石移动直接影响范围内,地层应力(包括地质构造应力)降低,突出层卸压,在垂直煤层层面方向呈现膨胀变形,由此,在煤层和岩层内,不仅产生出新的裂缝,而且原有裂缝也有所扩大,这就使得煤层透气性增大数十倍到数百倍。
保护层开采后,保护层与被保护层之间的部分岩石裂缝是垂直层面的,离保护层一定距离内,这些裂缝能彼此贯通,直至与保护层采空区连通,为解吸瓦斯涌向保护层采空区提供了通道。
国内外的考察资料证明,保护层开采后,被保护层的应力变形状态、煤结构和瓦斯动力参数都将发生显著的变化。在时间上卸压作用是最先出现的,卸压过程甚至有时在保护层工作面前方10~20m处开始。一般在工作面后方,膨胀变形速度加快时,瓦斯动力参数才发生变化,因此,参数变化次序可表述如下:
从以上分析表明,尽管保护层的保护作用是排放瓦斯的综合作用结果,但卸压作用是引起其他因素变化的依据,卸压是首要的、起决定性的。因此,只要突出煤层受到一定的卸压作用,煤体结构、瓦斯动力参数便发生如上顺序的变化。在层间距离较远(但要在有效层间垂距范围内)、中间有坚硬岩层的情况下,突出煤层的卸压、煤层及其围岩透气性的增加是无疑的,只是瓦斯自然排放困难一些,但从前两个因素的变化来讲,都是有利于消除突出危险性的。因此,即使不能完全消除突出危险性,也会有所降低,而绝对不会增加。
实践表明,不管开采下保护层,还是开采上保护层。保护作用都与保护层的厚度有着密切的联系。但是,并不能就此规定一个保护层临界厚度,因为保护作用的大小,不但与保护层厚度有关,还与层间距离有关。
当煤层的开采厚度减小时,顶板岩石的冒落高度也随之变小,其后果是卸压影响程度减弱和作用范围缩小,保护效果减小;经验临界值是50㎝,因此为了确保安全,在保护层的开采厚度等于或小于0.5m时,必须对保护层的保护效果进行检验。实践还表明,保护层开采的影响范围随着突出危险煤层与保护层之间的层间距加大而减小,根据国内外研究与考察资料,开采保护层后,对上面的影响范围最大可达80m,对下部可达到50m,超过此范围时,保护层的保护效果即很难准确确定,因此,为了确切地掌握保护效果,防止突出灾害的发生,当上保护层与突出煤层间距大于50m或下保护层与突出煤层间距大于80m时,必须对保护层的保护效果进行检验。
远距离和极薄保护层的保护效果检验方法与要求如下:
(1保护层开采厚度小于0.5m时,上保护层与突出煤层间距大于50m时,下保护层与突出煤层间距大于80m时,必须对保护层的保护效果进行检验;
(2)检验地点在被保护层中的煤掘巷道中;
(3)检验参数可选取钻孔瓦斯涌出初速度q;R值;钻屑瓦斯解吸指标(Smax、△h2或K1)或其他参数(如钻屑温度、炮后瓦斯涌出量);
⑷测试方法如同预测;
⑸测试指标降到突出临界值以下,认为措施有效,反之认为无效;
⑹填写效果检验单(表2-4-13),报矿总工程师审批。