第12部分开采保护层防治方法征求意见稿

ICS73-010D04中华人民共和国国家标准GB/T25217.12—XXXX冲击地压测定、监测与防治方法第12部分：开采保护层防治方法Methodsfortest,monitoringandpreventionofrockburst—Part12:Preventionmethodofprotectiveseammining（征求意见稿）××××-××-××发布××××-××-××实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T25217.12—××××I前言本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。GB/T25217《冲击地压测定、监测与防治方法》按部分发布，分为14部分：——第1部分：顶板岩层冲击倾向性分类及指数的测定方法；——第2部分：煤的冲击倾向性分类及指数的测定方法；——第3部分：煤岩组合试件冲击倾向性分类及指数的测定方法；——第4部分：微震监测方法；——第5部分：地音监测方法；——第6部分：钻屑监测方法；——第7部分：采动应力监测方法；——第8部分：煤层注水防治方法；——第9部分：电磁辐射监测方法；——第10部分：煤层钻孔卸压防治方法；——第11部分：煤层卸载爆破防治方法；——第12部分：开采保护层防治方法；——第13部分：顶板深孔爆破防治方法；——第14部分：顶板定向水压致裂防治方法。本部分是GB/T25217的第12部分。本部分由中国煤炭工业协会提出并归口。本部分起草单位：天地科技股份有限公司开采设计事业部、煤炭科学技术研究院有限公司安全分院、北京科技大学、辽宁工程技术大学、中国矿业大学。本部分主要起草人员：潘俊锋、齐庆新、姜福兴、潘一山、秦子晗、窦林名、邓志刚、曹安业。GB/T25217.12—××××1冲击地压测定、监测与防治方法第12部分：开采保护层防治方法1范围本部分规定了开采保护层防治冲击地压方法所涉及的术语和定义、保护层适用条件、保护层开采原则、影响范围和卸压期限等要求。本部分适用于在煤层中采用开采保护层方法防治冲击地压。2规范性文件下列文件中对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件：AQ1050-2008保护层开采技术规范。3术语和定义下列术语和定义适用于GB/T25217的本部分。3.1保护层Protectiveseams为消除或降低邻近煤层的冲击危险而先开采的煤层称为保护层。3.2被保护层protectedseams由于保护层开采的卸压作用，可使得邻近冲击煤层的冲击危险区域危险性消除或降低，该冲击地压煤层称为被保护层。3.3上、下保护层Upperandlowerprotectiveseams当保护层位于被保护煤层的上方时，称为上保护层，位于被保护层下方称为下保护层。3.4保护范围Protectionrange保护层开采在空间上使被保护煤层的冲击危险性明显降低或消除的区域称为保护范围。3.5最大保护垂距Maximumprotectiveverticaldistance保护层开采时保护范围内在煤层法线方向距离保护层的最大距离。3.6GB/T25217.12—××××2保护效果Protectiveeffect指在被保护层保护范围内，由于煤层卸压而使冲击危险性降低的程度。3.7卸压期限Pressurereliefperiod保护层的作用具有时效性，卸压作用和效果会随时间的延长而减小，卸压期限是指从保护层开采结束至卸压作用失效的时间。3.8卸压角Pressure-reliefangle在煤层倾向剖面图中，将保护层开采边界与被保护层保护范围边界之间连线，连线与保护层之间的夹角称为卸压角。4保护层开采适用条件与选择原则4.1适用条件在冲击地压矿井开采煤层群时，根据煤层层间距、煤层厚度、煤层及顶底板的冲击倾向性等情况综合考虑保护层开采的可行性，具备条件的，可采用保护层开采。4.2保护层选择4.2.1开采煤层群时，应优先选择无冲击倾向性，或冲击危险性弱的煤层作为保护层开采。4.2.2当冲击地压煤层的顶底板方向都有保护层时，可根据安全、技术、经济的合理性综合比较分析，择优选定。4.2.3经比较上下保护层都具备条件时，优先选择上保护层。4.2.4选择下保护层开采时，不得破坏被保护层的开采条件。5保护层开采设计5.1保护层与被保护层开采的相对位置5.1.1开采保护层时，保护层的回采在走向和倾向上超前被保护层采掘工作面。5.1.2保护层与被保护层工作面同时开采时，工作面之间的距离应当保证两工作面不会相互影响。5.2保护层煤柱设计5.2.1保护层工作面沿倾斜方向连续开采，相邻两个工作面之间实施无煤柱沿空送巷或留设小煤柱护巷。5.2.2开采保护层时采空区内不留煤柱，特殊情况必须留煤柱时，将煤柱的位置、尺寸以及影响范围标在采掘工程平面图上。5.2.3在煤柱和开采边界影响范围内进行采掘作业时，应当分析煤柱的影响，并采取防治措施。GB/T25217.12—××××36保护范围及保护效果6.1保护范围及效果的现场分析方法6.1.1矿井首次开采保护层时，应对其保护效果及保护范围进行实际分析与验证，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。6.1.2被保护层的保护范围包括走向保护范围、倾向保护范围、保护垂距和煤柱影响范围。6.1.3保护效果及保护范围的实际分析可以通过监测被保护层的采动应力大小和钻孔煤粉量等其他监测数据进行确定，当监测数值与未保护区域相比有明显降低时，可认为存在保护效果，并依此划定保护范围，保护效果及保护范围的现场分析方法参见附录A。6.2保护范围及效果的确定6.2.1划定保护范围的有关参数，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B执行。6.2.2开采下保护层时，保证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B执行。7卸压期限7.1实施保护层开采的煤层应当在卸压期限内开采，卸压期限从开采保护层结束算起。7.2被保护层的卸压期限根据理论分析、现场观测或工程类比综合确定，采用全部垮落法开采保护层时不超过三年，用全部充填法时不超过二年。7.3超过开采保护层的卸压期限时，对保护层开采的卸压效果进行分析，分析时结合现场冲击地压监测预警数据与未保护区域数据进行对比分析，当监测数据低于未保护区域数据且低于临界预警值时，可认为卸压效果依然有效。8其他保护层与被保护层开采时所采取的监测及防治措施应当满足采掘工作面防治冲击地压的需要。GB/T25217.12—××××4附录A（资料性附录）保护范围及保护效果分析方法A.1走向和倾向保护范围分析保护层走向和倾向保护范围分析方法因煤层赋存情况、保护层与被保护层相对位置等需采取针对性分析技术方案。本附录介绍了适用于倾斜和缓倾斜煤层的被保护层采动应力和钻屑法分析保护范围的方案。针对走向及倾向保护范围进行分析时，将采动应力监测传感器和钻屑法监测孔布置在被保护层预计保护边界两侧各30m范围内，通过预计保护范围内外的应力及钻屑量对比分析，得到走向及倾向保护范围的实际边界线。A.2被保护层工作面采掘作业中保护效果检验分析在被保护层保护范围内进行掘进和采煤作业时，对被保护层的保护效果进行检验分析，检验方法采用采动应力监测和钻屑监测方法，检测指标采用绝对应力指数，应力增速，钻粉率指数及打钻过程中的动力效应等指标。具体监测方法参考采动应力监测和钻屑监测的相关标准和规范。附录B（资料性附录）保护范围的确定B.1保护范围保护层工作面的保护范围应根据卸压角划定，如图B.1所示。卸压角应根据矿井实测结果确定，在没有本矿井实测的卸压角时，可以参见表B.l确定。A—保护层；B—被保护层；C—保护范围边界线图B.1保护层工作面的保护范围GB/T25217.12—××××5表B.1保护层的卸压角煤层倾角（°）卸压角（°）1234080807575107783757520738775753069907770406590807050709080706072908070707290807280739078759075807580B.2最大保护垂距保护层与被保护层之间的最大保护垂距应根据矿井实测结果确定，未进行现场测定的可参照表B.2或公式(B.1)或式(B.2)确定。表B.2保护层与被保护层之间的最大保护垂距煤层类别最大保护垂距（m）上保护层下保护层急倾斜煤层6080缓倾斜和倾斜煤层50100下保护层的最大保护垂距：'12SS下下(B.1)上保护层的最大保护垂距：'12SS上上(B.2)式中：、——下保护层和上保护层的理论最大保护垂距，m。它与工作面长度L和开采深度H有关，可参照表B.3取值。当HL3.0时，取HL3.0，但L不得大于250m；1——保护层开采的影响系数，当0MM时，01/MM，当0MM时，11；M——保护层的开采厚度，m；0M——保护层的最小有效厚度，m。0M可参照图B.2确定；2——层间硬岩（砂岩、石灰岩）含量系数，以表示在层间岩石中所占的百分比，当%50时，100/4.012，当%50时，12。GB/T25217.12—××××6表B.3和与开采深度H和工作面长度L之间的关系开采深度H(m)'S下（m）'S上（m）工作面长度L（m）工作面长度L（m）5075100125150175200250507510012515020025030070100125148172190205220566776838790924005885112134155170182194405058667174765005075100120142154164174293949566266686004567901091261381461552434435055596180033547390103117127135212936414549501000274157718810011412218253236414445120024375063809210411316233032374041L＝50mL＝100mL＝150mL＝200mL＝250m开采深度H/mM0/m1.00.80.412008004000图B.20M与开采深度H和工作面长度L之间的关系B.4开采下保护层的最小层间距开采下保护层时，不破坏上部被保护层的最小层间距离可参用式(B.3)或式(B.4)确定：当60o时，cosHKM(B.3)当o60时，)2/sin(KMH(B.4)式中：H－允许采用的最小层间距，m；M－保护层的开采厚度，m；－煤层倾角，度；K－顶板管理系数。冒落法管理顶板时，K取10，充填法管理顶板时，K取6。