林劲夫
淮南煤矿勘察设计院有限责任公司 安徽淮南 232001
摘要：深部B组煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层间距小，在B组煤层中开采保护层安全风险高、经济效益差，根据C组煤层保护层开采实践经验，以A组1煤层作为B组煤层关键保护层先行开采具备可行性，且1煤层已具备大规模开采条件，前期可以在张集或谢桥煤矿进行试验，试验成功后推广至其它矿井应用。
关键词：瓦斯治理；关键保护层
1 淮南矿区B组煤层瓦斯地质概况
准南煤田主要含煤地段为二叠系的山西组、石盒子组，共含可采煤层9～18层，总厚度25～34m,其中13-1、11-2、8、6、4、1煤层等为主采煤层，单层厚度一般为2～6m，分为A、B、C3个煤组。B组8、6、4煤层上覆、下伏发育有9、7、5煤层，各煤层层间距仅10～30m，为近距离煤层群。
根据淮南矿区地勘瓦斯数据及各矿井生产过程中收集的瓦斯资料，瓦斯主要赋存在煤系中部的B、C组煤层中，下部的A组煤瓦斯相对较少，矿井生产时瓦斯涌出量较高，煤层瓦斯含量总体呈东高西低趋势，目前开采的煤层原始煤体透气性低、原始瓦斯含量大、瓦斯压力高，其中B组煤层瓦斯含量5.9～10.97m3/t，瓦斯压力0.84～4.01MPa。
2 B组煤层目前瓦斯综合治理措施
1.1瓦斯区域治理主要措施
经过大量的工程实践，淮南矿区目前主要采用保护层开采、预抽煤层瓦斯的区域瓦斯治理措施，保护层缺失或不具备保护层开采条件的突出危险区在采掘活动前严格执行区域预抽措施。煤巷掘进采用顶（底）板巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施，采煤工作面采用顺层、穿层孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施。
1.2 B组煤层目前瓦斯综合治理措施及关键保护层选择
淮南矿区目前开采的B组煤层基本位于浅部，埋深在700m以上，浅部6煤层突出危险性较弱，且B组薄煤层9、7、5煤层为非突出煤层，因此一般选择6煤层作为关键保护层先行开采，上保护8煤层，下保护4煤层。6煤层回采工作面准备时，采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，掩护煤巷掘进；采煤工作面采用顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯，降低回采工作面煤层瓦斯含量及压力。6煤层工作面采用“一面四巷”布置，即：上顺槽、下顺槽、4煤层底板抽采巷、6煤层顶板抽采巷（沿7煤层布置）。底板抽采巷前期施工条带式穿层钻孔掩护顺槽掘进，后期施工4煤层卸压抽采钻孔抽采被保护层瓦斯，顶板抽采巷施工8煤穿层孔进行卸压抽采。
上述B组煤层瓦斯治理模式在谢桥、张集、潘二等煤矿实施，瓦斯治理效果显著，但随着矿井向深部开采，煤层瓦斯含量和压力进一步增加，各煤层均进入了突出区域，各煤层间距太小，煤层之间不具备布置瓦斯治理巷条件，因此在关键保护层的选择上做了多番尝试。如潘一煤矿；最初选择8煤层做为关键保护层，各煤层按照由上向下的开采顺序，逐层保护，8煤层工作面采用“一面四巷”布置，即：上顺槽、下顺槽、8煤层顶板抽采巷、4煤层底板抽采巷。
8煤工作面回采之前，利用8煤层的顶板抽采巷施工下向钻孔，对8煤层工作面及下部7煤层工作面进行预抽，钻孔施工至7煤层底板，并在8煤层上、下顺槽施工顺层钻孔，对8煤层工作面进行预抽消突。8煤回采期间，利用8煤层顶板抽采巷抽采8煤层采空区瓦斯和7煤层卸压瓦斯。在7煤回采前，利用4煤层底抽巷穿层钻孔预抽6、5、4煤层卸压瓦斯。该瓦斯治理方式实施后，一是施工下向钻孔穿2层煤，施工难度大，容易塌孔，抽采效果差；二是在8煤层回采期间下部7煤层瓦斯涌入，造成上隅角瓦斯超限，工作面推进慢等问题。之后选择9煤层作为关键保护层，由于9煤层太薄，且赋存不稳定，顶底板又为硬岩，采煤工作面难以推进，开采成本过高。
3 以A组1煤层作为B组煤层关键保护层可行性分析
深部B组煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层间距小，在B组煤层中开采保护层安全风险高、经济效益差，而A组1煤层均厚约6.7m，上距B组4煤层80m左右、距6煤层不足110m，根据保护层开采裂隙演化规律和淮南矿区C组煤层保护层开采的实践经验，A组1煤层具备作为B组煤层下保护层的条件。A组1煤层开采主要存在以下几点难点：
一是1煤层埋深较深，开采1煤层往往需要二水平开拓系统，目前谢桥、张集、顾桥等矿井已完成二水平延深工程，具备开拓1煤层条件。
二是1煤层距底板太原组灰岩含水层平均距离仅17m，灰岩含水层具有高水压、突水量大、补给水量丰富的特点，对A组煤的安全开采构成极大的水害威胁。经过浅部1煤层开采大量实践，采取地面区域治理、井下注浆加固底板或者改造含水层、疏水降压、充填开采等防治水措施，能够消除水害威胁。
三是深部1煤层亦位于突出区域，但1煤层总体瓦斯含量较B组煤层底，且为单一煤层，煤层顶底板具备布置瓦斯巷道的条件，以目前的瓦斯治理技术可以有效解决其瓦斯问题。
综上，现阶段1煤层以具备大规模开采条件。
4 A组1煤层作为B组煤层关键保护层开采瓦斯治理方案
1煤层瓦斯治理采用区域预抽措施。采区开拓期间，煤巷掘进工作面实施穿层钻孔预抽消突的瓦斯治理措施。1煤层工作面采取“一面五巷”及本煤层顺层钻孔预抽消突的瓦斯治理措施，即在1煤层采掘活动前，煤巷掘进采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯；回采工作面采用顶（底）板巷穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域瓦斯治理措施。1煤层工作面回采期间采取顶板巷巷抽和老塘埋管抽采治理采空区瓦斯涌出。
保护层1煤层采煤工作面回采期间，采用4煤层底板巷穿层钻孔抽采被保护层4煤层卸压瓦斯，被保护层4煤层回采工作面采取顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯，回采期间采取“以孔代巷”顶板长钻孔和老塘埋管抽采治理采空区瓦斯涌出。煤层自下而上顺序开采，上覆6、8煤层采用同样方式治理瓦斯。
5 结论
深部B组煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层间距小，在B组煤层中开采保护层安全风险高、经济效益差，根据C组煤层保护层开采实践经验，以A组1煤层作为B组煤层关键保护层先行开采具备可行性，且A组1煤层已具备大规模开采条件，前期可以在张集或谢桥煤矿进行试验，试验成功后推广至其它矿井应用。
参考文献
[1] 钱鸣高，石平五 . 矿山压力与岩层控制 [M] . 徐州 中国矿业大学出版社, 2003.
[2] 唐永志，周俊 . 中国煤矿典型瓦斯治理模式与技术. 北京 应急管理部出版社, 2020.