保护层开采技术规范

书书书犐犆犛１３．１００犇０９备案号：２５３９５—２００９中华人民共和国安全生产行业标准犃犙１０５０—２００８保护层开采技术规范犜犲犮犺狀犻犮犪犾犮狉犻狋犲狉犻狅狀狅犳狆狉狅狋犲犮狋犻狏犲犮狅犪犾狊犲犪犿犲狓狆犾狅犻狋犪狋犻狅狀２００８１１１９发布２００９０１０１实施国家安全生产监督管理总局发布书书书犃犙１０５０—２００８中华人民共和国安全生产行业标准保护层开采技术规范ＡＱ１０５０—２００８煤炭工业出版社　出版（北京市朝阳区芍药居３５号　１０００２９）网址：ｗｗｗ．ｃｃｉｐｈ．ｃｏｍ．ｃｎ煤炭工业出版社印刷厂　印刷新华书店北京发行所　发行开本８８０ｍｍ×１２３０ｍｍ１／１６　印张７／８字数１７千字　　印数１—１，０００２００９年１月第１版　　２００９年１月第１次印刷１５　５０２０·３７７社内编号６０５５　　定价１２．００元版权所有　违者必究本书如有缺页、倒页、脱页等质量问题，本社负责调换书书书目　　次前言Ⅱ…………………………………………………………………………………………………………１　范围１………………………………………………………………………………………………………２　规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３　术语和定义１………………………………………………………………………………………………４　保护层开采的适用条件与选择原则１……………………………………………………………………５　保护层开采及瓦斯抽采规划２……………………………………………………………………………６　保护层开采及瓦斯抽采２…………………………………………………………………………………７　被保护层开采及瓦斯抽采２………………………………………………………………………………８　被保护层保护效果及保护范围考察与验证２……………………………………………………………９　被保护层区域性消除突出危险性评定３…………………………………………………………………１０　其他３………………………………………………………………………………………………………附录Ａ（资料性附录）　保护范围的确定４…………………………………………………………………附录Ｂ（资料性附录）　保护范围及保护效果考察方法７…………………………………………………Ⅰ犃犙１０５０—２００８前　　言　　本标准的附录Ａ、附录Ｂ均为资料性附录。本标准由国家煤矿安全监察局提出。本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全生产标准化分技术委员会归口。本标准起草单位：中国矿业大学、煤矿瓦斯治理国家工程研究中心。本标准主要起草人：程远平、俞启香、王海锋、周红星。Ⅱ犃犙１０５０—２００８保护层开采技术规范１　范围本标准规定了煤矿保护层开采的一般要求、规划、设计、瓦斯抽采、效果考察和区域性消除突出危险性评定方法。本标准适用于井工煤矿煤（岩）与瓦斯突出（简称突出）矿井。２　规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。ＡＱ１０２６—２００６　煤矿瓦斯抽采基本指标ＭＴ／Ｔ６３８　煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定法３　术语和定义３．１　　保护层　狆狉狅狋犲犮狋犻狏犲犮狅犪犾狊犲犪犿为消除邻近煤层的突出危险而先开采的煤层或岩层称为保护层；位于突出危险煤层上方的保护层称为上保护层，位于下方的称为下保护层。３．２　　被保护层　狆狉狅狋犲犮狋犲犱犮狅犪犾狊犲犪犿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的突出危险区域转变为无突出危险区，该突出危险煤层称为被保护层。３．３　　保护范围　狆狉狅狋犲犮狋犻狏犲犪狉犲犪保护层开采并同时抽采卸压瓦斯，在空间上使突出危险煤层的突出危险区域转变为无突出危险区域的有效范围。３．４　　卸压瓦斯　狆狉犲狊狊狌狉犲狉犲犾犻犲犳犵犪狊保护层开采时，由于它的采动作用，在其顶板和底板一定范围内的煤（岩）层内因卸压而使流动性增强的瓦斯称为卸压瓦斯。４　保护层开采的适用条件与选择原则４．１　在突出矿井开采煤层群时，必须采用开采保护层防治突出措施。４．２　应优先选择无突出危险煤层作为保护层；当煤层群中有几个煤层都可作保护层时，应根据安全、技术、经济的合理性综合比较分析，择优选定；矿井中所有煤层都有突出危险时，可选择突出危险程度较小的煤层作为保护层；可采煤层不能作为保护层开采的，在经济合理的条件下，可选择邻近不可采煤层作为保护层开采。４．３　应优先选择上保护层；选择下保护层开采时，不得破坏被保护层的开采条件。１犃犙１０５０—２００８５　保护层开采及瓦斯抽采规划具备保护层开采条件的突出矿井必须提前３～５年制定保护层开采及瓦斯抽采规划，调整矿井开采部署，制定矿井开拓、掘进和回采接替计划，以及配套的瓦斯抽采和治理技术方案，保护层工作面应正常衔接，做到“抽、掘、采”平衡。６　保护层开采及瓦斯抽采６．１　在具有突出危险的保护层工作面进行采掘作业时，必须采取综合防治突出措施。６．２　正在开采的保护层工作面，在倾斜方向上应超前被保护层工作面１～２个区段，且应保证足够的超前时间。６．３　保护层工作面沿倾斜方向应连续开采，相邻两个工作面之间应实施无煤柱沿空送巷或留设小煤柱护巷，小煤柱宽度应不大于４．０ｍ。６．４　在被保护层工作面未受到保护的区域，应采取预抽瓦斯等措施消除突出危险。６．５　应编制安全可行的保护层开采瓦斯抽采设计；保护层工作面开采之前，保护层工作面的瓦斯抽采工程应能保证ＡＱ１０２６—２００６中规定的采煤工作面瓦斯抽采率要求。６．６　开采保护层时采空区内不得留有煤（岩）柱；特殊情况需留煤（岩）柱时，必须将煤（岩）柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程图上；每个被保护层的瓦斯地质图与采掘工程图上，应标出煤（岩）柱的影响范围。６．７　开采近距离保护层时，必须采取措施严防被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面和误穿突出煤层。６．８　应编制安全可行的被保护层卸压瓦斯抽采设计；设计中选用的瓦斯抽采方法应保证被保护层卸压瓦斯的区域性均匀抽采。６．９　保护层工作面开采之前，被保护层工作面的瓦斯抽采工程应保证开采保护层时，能同时有效地抽采被保护层的卸压瓦斯。７　被保护层开采及瓦斯抽采７．１　开采保护层并同时抽采被保护层卸压瓦斯后，经对被保护层区域性消除突出危险性评定，在被保护层保护范围内可按无突出危险区进行采掘作业；在保护范围外，必须采取综合防治突出措施。７．２　开采保护层的保护范围应包括走向保护范围、倾向保护范围、层间保护范围和煤（岩）柱影响范围；划定保护范围的有关参数，应根据矿井实测资料确定，对暂无实测资料的矿井，可参照附录Ａ执行。７．３　开采下保护层时，上部被保护层不被破坏的最小层间距离应根据矿井开采实测资料确定，对暂无实测资料的矿井，可参照附录Ａ执行。７．４　应编制安全可行的被保护层开采瓦斯抽采设计；被保护层工作面开采之前，被保护层工作面的瓦斯抽采工程应能保证ＡＱ１０２６－２００６中规定的采煤工作面瓦斯抽采率要求。８　被保护层保护效果及保护范围考察与验证８．１　矿井每个采区首次开采保护层时，必须编制被保护层保护效果及保护范围考察设计，进行保护效果及保护范围的实际考察与验证，并不断积累、补充和完善资料，以便得出保护效果及保护范围的参数。８．２　保护范围考察内容应包括走向保护范围、倾向保护范围、层间保护范围和煤（岩）柱影响范围，保护效果考察内容应包括被保护层卸压瓦斯抽采效果和保护效果的验证。８．３　保护效果及保护范围考察参数应至少包括：ａ）　被保护层原始瓦斯压力和瓦斯含量；ｂ）　被保护层残余瓦斯压力和瓦斯含量；２犃犙１０５０—２００８ｃ）　被保护层卸压瓦斯抽采量；ｄ）　被保护范围内煤层钻孔或工作面采掘作业中的实际消除突出效果检验指标。８．４　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验证。保护效果及保护范围考察参数测试和计算方法参见附录Ｂ。９　被保护层区域性消除突出危险性评定９．１　被保护层工作面采掘作业前必须将保护范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到８ｍ３／ｔ以下，或将煤层瓦斯压力降到０．７４ＭＰａ（表压）以下。９．２　开采保护层并同时抽采被保护层卸压瓦斯后，必须编制被保护层工作面区域性消除突出危险性评定报告；评定报告中应包括以下内容：ａ）　保护层及被保护层工作面地质与煤层赋存等情况；ｂ）　保护层与被保护层开采方法、工艺、巷道布置、工作面参数、通风系统及风量等；ｃ）　被保护层工作面的卸压瓦斯抽采工程及相关参数说明；ｄ）　被保护层工作面的原始瓦斯压力及瓦斯含量；ｅ）　被保护层工作面的瓦斯储量与卸压瓦斯抽采量；ｆ）　被保护层工作面的残余瓦斯压力及瓦斯含量；ｇ）　煤（岩）柱在被保护工作面中的影响范围；ｈ）　开采保护层在被保护层工作面中形成的保护范围；ｉ）　被保护层工作面达到安全开采条件的评定。９．３　矿井每个采区内首次开采保护层时，被保护层工作面区域性消除突出危险性评定报告应按国家煤矿安全监察局规定办理。１０　其他矿井瓦斯抽采系统的能力应能满足保护层开采卸压瓦斯抽采的需要。３犃犙１０５０—２００８附　录　犃（资料性附录）保护范围的确定犃．１　倾斜方向的保护范围保护层工作面沿倾斜方向的保护范围按卸压角划定，卸压角δ与煤层倾角α有关，对应关系如图Ａ．１所示和见表Ａ．１。　　１———保护层；２———被保护层；３———保护范围边界线。图犃．１　保护层工作面沿倾斜方向的保护范围表犃．１　保护层沿倾斜方向的卸压角煤层倾角α／（°）卸压角δ／（°）δ１δ２δ３δ４０８０８０７５７５１０７７８３７５７５２０７３８７７５７５３０６９９０７７７０４０６５９０８０７０５０７０９０８０７０６０７２９０８０７０７０７２９０８０７２８０７３９０７８７５９０７５８０７５８０犃．２　沿走向方向的保护范围对停采的保护层工作面，停采时间超过３个月、且卸压比较充分，该保护层工作面的始采线、采止线和煤柱留设对被保护层沿走向的保护范围可按卸压角δ５＝５６°～６０°划定，如图Ａ．２所示。４犃犙１０５０—２００８　　１———保护层；２———被保护层；３———煤柱；４———采空区；５———保护范围；６———始采线、采止线。图犃．２　保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围犃．３　层间的保护范围保护层与被保护层之间的有效垂距，可参用表Ａ．２或用式（Ａ．１）或式（Ａ．２）确定：表犃．２　保护层与被保护层之间的有效垂距煤层类别最大有效垂距／ｍ上保护层下保护层急倾斜煤层缓倾斜和倾斜煤层＜６０＜８０＜５０＜１００　　下保护层的最大有效距离：犛下＝犛′下β１β２…………………………（Ａ．１）　　上保护层的最大有效距离：犛上＝犛′上β１β２…………………………（Ａ．２）　　式中：犛′下、犛′上———下保护层和上保护层的理论有效垂距，ｍ。它与工作面长度犔和开采深度犎有关，可参照表Ａ．３取值，当犔＞０．３犎时，则取犔＝０．３犎，但犔不得大于２５０ｍ；β１———保护层开采的影响系数，当犕≤犕０时，β１＝犕／犕０，当犕＞犕０时，β１＝１；犕———保护层的开采厚度，ｍ；犕０———保护层的最小有效厚度，ｍ。犕０可参照图Ａ．３确定；β２———层间硬岩（砂岩、石灰岩）含量系数，以η表示在层间岩石中所占的百分比，当η≥５０％时，β２＝１－０．４η／１００，当η＜５０％时，β２＝１。５犃犙１０５０—２００８表犃．３　犛′上和犛′下与开采深度犎和工作面长度犔之间的关系开采深度犎／ｍ犛′下／ｍ犛′上／ｍ工作面长度犔／ｍ工作面长度犔／ｍ５０７５１００１２５１５０１７５２００２５０５０７５１００１２５１５０２００２５