保護層的開采厚度等于或小于0.5m、上保護層與突出煤層間距大于50m或下保護層與突出煤層間距大于80m時,必須對保護層的保護效果進行檢驗。礦井首次開采保護層時,必須進行保護效果及保護范圍的實際考察,并
保護層的開采厚度等于或小于0.5m、上保護層與突出煤層間距大于50m或下保護層與突出煤層間距大于80m時,必須對保護層的保護效果進行檢驗。礦井首次開采保護層時,必須進行保護效果及保護范圍的實際考察,并不斷積累、補充和完善資料,以使得出保護效果及保護范圍的參數。
【解讀】本條是關于對保護層保護效果檢驗的規定。
保護層,一般是指在突出礦井的煤層群中首先進行開采的無突出危險或突出危險性小的煤層。
根據保護層的位置不同,位于被保護層上部的叫上保護層,反之叫下保護層。
在保護層先行開采后,開采層周圍的巖層和煤層向采空區方向移動、變形,巖層經過不斷移動,地層應力重新分布,在采空區上方形成自然冒落拱,壓力則傳遞給采空區以外的巖層承受。這樣,就對開采層周圍的煤層(包括突出煤層在內)和巖層產生采動影響,突出煤層的瓦斯動力參數將發生重大變化。在采空區巖石移動直接影響范圍內,地層應力(包括地質構造應力)降低,突出層卸壓,在垂直煤層層面方向呈現膨脹變形,由此,在煤層和巖層內,不僅產生出新的裂縫,而且原有裂縫也有所擴大,這就使得煤層透氣性增大數十倍到數百倍。
保護層開采后,保護層與被保護層之間的部分巖石裂縫是垂直層面的,離保護層一定距離內,這些裂縫能彼此貫通,直至與保護層采空區連通,為解吸瓦斯涌向保護層采空區提供了通道。
國內外的考察資料證明,保護層開采后,被保護層的應力變形狀態、煤結構和瓦斯動力參數都將發生顯著的變化。在時間上卸壓作用是最先出現的,卸壓過程甚至有時在保護層工作面前方10~20m處開始。一般在工作面后方,膨脹變形速度加快時,瓦斯動力參數才發生變化,因此,參數變化次序可表述如下:
從以上分析表明,盡管保護層的保護作用是排放瓦斯的綜合作用結果,但卸壓作用是引起其他因素變化的依據,卸壓是首要的、起決定性的。因此,只要突出煤層受到一定的卸壓作用,煤體結構、瓦斯動力參數便發生如上順序的變化。在層間距離較遠(但要在有效層間垂距范圍內)、中間有堅硬巖層的情況下,突出煤層的卸壓、煤層及其圍巖透氣性的增加是無疑的,只是瓦斯自然排放困難一些,但從前兩個因素的變化來講,都是有利于消除突出危險性的。因此,即使不能完全消除突出危險性,也會有所降低,而絕對不會增加。
實踐表明,不管開采下保護層,還是開采上保護層。保護作用都與保護層的厚度有著密切的聯系。但是,并不能就此規定一個保護層臨界厚度,因為保護作用的大小,不但與保護層厚度有關,還與層間距離有關。
當煤層的開采厚度減小時,頂板巖石的冒落高度也隨之變小,其后果是卸壓影響程度減弱和作用范圍縮小,保護效果減小;經驗臨界值是50㎝,因此為了確保安全,在保護層的開采厚度等于或小于0.5m時,必須對保護層的保護效果進行檢驗。實踐還表明,保護層開采的影響范圍隨著突出危險煤層與保護層之間的層間距加大而減小,根據國內外研究與考察資料,開采保護層后,對上面的影響范圍最大可達80m,對下部可達到50m,超過此范圍時,保護層的保護效果即很難準確確定,因此,為了確切地掌握保護效果,防止突出災害的發生,當上保護層與突出煤層間距大于50m或下保護層與突出煤層間距大于80m時,必須對保護層的保護效果進行檢驗。
遠距離和極薄保護層的保護效果檢驗方法與要求如下:
(1保護層開采厚度小于0.5m時,上保護層與突出煤層間距大于50m時,下保護層與突出煤層間距大于80m時,必須對保護層的保護效果進行檢驗;
(2)檢驗地點在被保護層中的煤掘巷道中;
(3)檢驗參數可選取鉆孔瓦斯涌出初速度q;R值;鉆屑瓦斯解吸指標(Smax、△h2或K1)或其他參數(如鉆屑溫度、炮后瓦斯涌出量);
⑷測試方法如同預測;
⑸測試指標降到突出臨界值以下,認為措施有效,反之認為無效;
⑹填寫效果檢驗單(表2-4-13),報礦總工程師審批。