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摘 要：首先，本文针对下保护层工作面的瓦斯综合治理方面，提出了切实可行的解决方案，从浅部保护层工作面瓦斯治理和深部保护层工作面瓦斯治理两个方面提出相应的不同方案。接下来，又对保护范围的确定进行了研究分析，认为保证保护范围的准确划定，应当从理论计算、利用软件进行数值模拟以及保护范围实际划定这三方面逐步实现。
关键词：下保护层；瓦斯治理技术；保护范围确定；煤矿开采
前言
在煤矿开采过程中，解决煤与瓦斯突出的问题是其中重点考虑的内容之一。目前，效果最好且最经济的解决措施是开采保护层，这一措施的应用范围很广，受到了普遍认可。从相对位置的角度划分，保护层可分为上保护层和下保护层两部分，而下保护层开采一般会产生更好的卸压效果，同時具有更大的保护范围。为了使开采区域的保护范围和保护效果有良好的保证，不但要谨慎选择保护层，同时还要合理设置技术参数，以防事故的发生。
1 保护层工作面的瓦斯综合治理
1.1浅部保护层工作面瓦斯治理方案
如果保护层工作面处于浅部位置，瓦斯含量较低，压力较小，相对来说发生危险的可能性不大。此时可采取如下治理措施：首先，使用顺层长钻孔抽采底部煤层的掘进并回采区域瓦斯[1]。当此工作面回风巷和运输巷掘进时，继续采用顺层长钻孔抽采掘进区的瓦斯，当回风巷和运输巷成巷后，再对二者进行顺层长钻孔施工，并回采区域瓦斯；其次，位于裂隙带内的煤层开采要配备高抽巷，用来抽采上部煤层卸压瓦斯。这一工作面的开采完成以后，应计算出冒落带高度及裂隙带高度。再次，使用施工上向钻孔对上邻近层完成抽采并卸压瓦斯。工作面一旦进入到开采进程，顶部覆盖的煤层的卸压瓦斯会向工作面大量涌入，因此可在运输巷和高抽巷两部分配备上向钻孔，用来抽采覆盖煤层的卸压瓦斯。钻孔直径规格要以刚好贯穿上方两煤层为标准。最后，应在回风巷埋管抽采采空区瓦斯。当开采作业进行到回采过程时，要将相邻层的卸压瓦斯转而向采空部分运移[2]。由于采空部分会出现余煤瓦斯涌出的现象，因此应加强采空部分的瓦斯治理，具体可采用在回风巷埋管抽采采空区瓦斯。
1.2深部保护层工作面瓦斯治理方案
与浅部保护层的治理方案有所不同，深部保护层的煤层含有极高的瓦斯容量，危险系数较大。因此要特别注意保护层工作面的防突，同时将高抽巷布置在次下一层的底部，并做到预先进行下区段的高抽巷布置，对下方施以穿层钻孔，保护层工作面的区域瓦斯应提前预抽。预抽可以达到底部煤层消突的目的，此时再来布置保护层回采工作面。在布置过程中，要注意使用顺层长钻孔来抽采本层瓦斯，在高抽巷区域作业时采用上向钻孔抽采上层及邻近区的卸压瓦斯。同时在回采时要在回风巷埋管以抽采采空区域的瓦斯[3]。通过上述的各项步骤，实现对深部保护层工作面瓦斯的有效治理，解决煤与瓦斯的突出问题。
2 保护范围确定
2.1理论计算确定保护范围
为使保护范围的确定能够有较为权威的理论作为指导并进行自我规范，可先行根据《保护层开采技术规范》对保护范围进行理论上的计算，从而得出所开采煤层的倾向上卸压数值及沿走向上的卸压角。
2.2数值模拟确定保护范围
为了使保护范围的确定能够符合所在矿区的实际，只进行理论计算是远远不够的，必须对矿区现场进行实测，从而得到准确的数据。在获取数据信息的基础上，依照煤岩赋存状态及参数，在FLAC3D数值模拟软件中构建一个三维空间模型进行数值模拟。模型的建立可采用逐层分组法，参照煤层厚度和相对位置关系制作出共分为31层的空间模型，并以网格作为最小单位进一步划分，就可以开始进行开采数值模拟。首先每步开挖10m，待其自动迭代至平衡，共开挖20步，从中分析顶部煤层在垂直方向上的移动变化、主应力变化以及塑性区的分布规律。这样，就可确定出保护范围为上覆煤层膨胀形变量超过0.6%的区域[4]。接下来，从煤层产状和间距得出各煤层的卸压角，并将其综合起来求出最小值。
3 保护范围实际划定
在实际操作过程中，应在回风巷及避风巷区域布置好瓦斯解析孔，并根据实际矿区特点确定分组，对下面一层进行保护范围测试，过程中应保证终孔分别位于预设保护范围的界限两端，采用瓦斯含量测试法对残余瓦斯压力进行判断，然后利用二次函数的计算方法，设煤层瓦斯压力为x，至卸压区域临界范围距离为y，列出表示煤层瓦斯压力与至卸压区域临界范围距离关系的二次函数，并求出瓦斯压力以确定保护位置界限所在位置[5]。
结论
本文通过对煤矿开采中煤与瓦斯突出问题进行分析，指出目前最有效的解决方案为开采保护层，并将下保护层与上保护层进行对比，得出开采下保护层能够获得更大保护范围并取得更好效果的重要结论。本文对保护层工作面的瓦斯综合治理展开了一番研究和探讨，同时又对保护范围的确定问题指明了方法。从理论到实践的各个过程和方面，阐述了下保护开采过程中应特别注意的事项和问题。■
参考文献
[1] 汪东生，杨胜强，石坚胜.近距离保护层开采瓦斯涌出规律及治理研究[J].中国煤炭，2010，6（02）：126-0128.
[2] 宋振骐，李绍泉，李伟.盘江矿区近距离多煤层下保护层开采可行性分析及技术实践[J].湖南科技大学学报（自然科学版），2011，7（01）：67-68.
[3] 汪义国.近距离煤层群被保护层开采瓦斯综合治理技术研究[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2010，3（04）213-215.
[4] 马曙，韩真理，蒋威杰，颜智.突出煤层上保护层开采保护范围的确定[J].煤矿安全，2011，12（10）：90-91.
[5] 李树清，龙祖根，罗卫东，解庆雪，赵训.煤层群下保护层开采保护范围的数值模拟[J].中国安全科学学报，2012，6（06）：59-60.
关键词：下保护层；瓦斯治理技术；保护范围确定；煤矿开采
前言
在煤矿开采过程中，解决煤与瓦斯突出的问题是其中重点考虑的内容之一。目前，效果最好且最经济的解决措施是开采保护层，这一措施的应用范围很广，受到了普遍认可。从相对位置的角度划分，保护层可分为上保护层和下保护层两部分，而下保护层开采一般会产生更好的卸压效果，同時具有更大的保护范围。为了使开采区域的保护范围和保护效果有良好的保证，不但要谨慎选择保护层，同时还要合理设置技术参数，以防事故的发生。
1 保护层工作面的瓦斯综合治理
1.1浅部保护层工作面瓦斯治理方案
如果保护层工作面处于浅部位置，瓦斯含量较低，压力较小，相对来说发生危险的可能性不大。此时可采取如下治理措施：首先，使用顺层长钻孔抽采底部煤层的掘进并回采区域瓦斯[1]。当此工作面回风巷和运输巷掘进时，继续采用顺层长钻孔抽采掘进区的瓦斯，当回风巷和运输巷成巷后，再对二者进行顺层长钻孔施工，并回采区域瓦斯；其次，位于裂隙带内的煤层开采要配备高抽巷，用来抽采上部煤层卸压瓦斯。这一工作面的开采完成以后，应计算出冒落带高度及裂隙带高度。再次，使用施工上向钻孔对上邻近层完成抽采并卸压瓦斯。工作面一旦进入到开采进程，顶部覆盖的煤层的卸压瓦斯会向工作面大量涌入，因此可在运输巷和高抽巷两部分配备上向钻孔，用来抽采覆盖煤层的卸压瓦斯。钻孔直径规格要以刚好贯穿上方两煤层为标准。最后，应在回风巷埋管抽采采空区瓦斯。当开采作业进行到回采过程时，要将相邻层的卸压瓦斯转而向采空部分运移[2]。由于采空部分会出现余煤瓦斯涌出的现象，因此应加强采空部分的瓦斯治理，具体可采用在回风巷埋管抽采采空区瓦斯。
1.2深部保护层工作面瓦斯治理方案
与浅部保护层的治理方案有所不同，深部保护层的煤层含有极高的瓦斯容量，危险系数较大。因此要特别注意保护层工作面的防突，同时将高抽巷布置在次下一层的底部，并做到预先进行下区段的高抽巷布置，对下方施以穿层钻孔，保护层工作面的区域瓦斯应提前预抽。预抽可以达到底部煤层消突的目的，此时再来布置保护层回采工作面。在布置过程中，要注意使用顺层长钻孔来抽采本层瓦斯，在高抽巷区域作业时采用上向钻孔抽采上层及邻近区的卸压瓦斯。同时在回采时要在回风巷埋管以抽采采空区域的瓦斯[3]。通过上述的各项步骤，实现对深部保护层工作面瓦斯的有效治理，解决煤与瓦斯的突出问题。
2 保护范围确定
2.1理论计算确定保护范围
为使保护范围的确定能够有较为权威的理论作为指导并进行自我规范，可先行根据《保护层开采技术规范》对保护范围进行理论上的计算，从而得出所开采煤层的倾向上卸压数值及沿走向上的卸压角。
2.2数值模拟确定保护范围
为了使保护范围的确定能够符合所在矿区的实际，只进行理论计算是远远不够的，必须对矿区现场进行实测，从而得到准确的数据。在获取数据信息的基础上，依照煤岩赋存状态及参数，在FLAC3D数值模拟软件中构建一个三维空间模型进行数值模拟。模型的建立可采用逐层分组法，参照煤层厚度和相对位置关系制作出共分为31层的空间模型，并以网格作为最小单位进一步划分，就可以开始进行开采数值模拟。首先每步开挖10m，待其自动迭代至平衡，共开挖20步，从中分析顶部煤层在垂直方向上的移动变化、主应力变化以及塑性区的分布规律。这样，就可确定出保护范围为上覆煤层膨胀形变量超过0.6%的区域[4]。接下来，从煤层产状和间距得出各煤层的卸压角，并将其综合起来求出最小值。
3 保护范围实际划定
在实际操作过程中，应在回风巷及避风巷区域布置好瓦斯解析孔，并根据实际矿区特点确定分组，对下面一层进行保护范围测试，过程中应保证终孔分别位于预设保护范围的界限两端，采用瓦斯含量测试法对残余瓦斯压力进行判断，然后利用二次函数的计算方法，设煤层瓦斯压力为x，至卸压区域临界范围距离为y，列出表示煤层瓦斯压力与至卸压区域临界范围距离关系的二次函数，并求出瓦斯压力以确定保护位置界限所在位置[5]。
结论
本文通过对煤矿开采中煤与瓦斯突出问题进行分析，指出目前最有效的解决方案为开采保护层，并将下保护层与上保护层进行对比，得出开采下保护层能够获得更大保护范围并取得更好效果的重要结论。本文对保护层工作面的瓦斯综合治理展开了一番研究和探讨，同时又对保护范围的确定问题指明了方法。从理论到实践的各个过程和方面，阐述了下保护开采过程中应特别注意的事项和问题。■
参考文献
[1] 汪东生，杨胜强，石坚胜.近距离保护层开采瓦斯涌出规律及治理研究[J].中国煤炭，2010，6（02）：126-0128.
[2] 宋振骐，李绍泉，李伟.盘江矿区近距离多煤层下保护层开采可行性分析及技术实践[J].湖南科技大学学报（自然科学版），2011，7（01）：67-68.
[3] 汪义国.近距离煤层群被保护层开采瓦斯综合治理技术研究[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2010，3（04）213-215.
[4] 马曙，韩真理，蒋威杰，颜智.突出煤层上保护层开采保护范围的确定[J].煤矿安全，2011，12（10）：90-91.
[5] 李树清，龙祖根，罗卫东，解庆雪，赵训.煤层群下保护层开采保护范围的数值模拟[J].中国安全科学学报，2012，6（06）：59-60.