孟津煤矿为义马煤业集团有限责任公司在建矿井。矿井设计生产能力120万t/a, 主采二迭系山西组二1煤层, 煤层厚度0~9.1 m, 平均2.24 m, 属较稳定煤层。煤层结构较简单, 局部夹矸1~2层, 煤层厚度具有短距离内急剧变化的特点。煤层倾角5°~10°。孟津煤矿煤层埋藏深 (650~1000 m) , 瓦斯压力大 (3.1 MPa) , 瓦斯含量高 (13.94 m3/t) , 为严重煤与瓦斯突出矿井。
孟津煤矿煤层埋藏深 (650~1000 m) , 瓦斯压力大 (3.1 MPa) , 瓦斯含量高 (13.94 m3/t) , 消突困难, 二1煤层采掘难度大, 采用底板岩巷穿层钻孔加水力冲孔和区域条带措施消突, 投入大, 时间长, 采掘进尺低。由于通风系统复杂, 辅助工程量大, 掘进速度缓慢, 在首采面11011工作面及备采面12011工作面回采结束之后将面临严重的采掘接替失调。
(1) 2010年4月份在东翼轨焦联络巷测的二1煤瓦斯压力达3.1 MPa, 瓦斯含量13.94 m3/t, 为严重煤与瓦斯突出矿井。同时研究我矿的防突敏感指标及临界值, 以便于指导我矿防突工作, 缩短揭煤周期和降低我矿防突费用。目前效果仍不理想, 防突工作仍制约矿建进度。
(2) 由于煤层埋藏深, 瓦斯压力大, 瓦斯含量高, 消突比较困难, 打钻容易夹钻、顶钻, 施工时间长, 抽放效果差。
(3) 在11011工作面采用底板瓦斯抽放巷施工穿层钻孔及水力冲孔的方式消突, 冲孔消突时间太长 (1钻场/1.5月) , 而且喷孔非常厉害。采用底板岩巷穿层预抽防突措施后月进尺也只有60 m。
二2煤层位于山西组中下部, 上距砂锅窑砂岩54.88 m, 下距二1煤层15~20 m, 煤层层位稳定。二2煤突出危险性小, 消突工作相对简单容易。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十条:突出矿井区域防突措施应当优先开采保护层。
根据孟津煤矿目前的瓦斯治理现状及国内瓦斯治理案例, 开采保护层是非常必要的。
孟津煤矿二煤层位于山西组中下部上距砂锅窑砂2岩54.88 m, 下距二1煤层15~20 m, 煤层层位稳定。井田内施工的80个钻孔, 全部穿过二2煤层层位。其中见煤点53个, 见煤点中可采点35个, 不可采点18个。煤层厚度0~4.23 m, 平均0.88 m。煤层结构简单, 属不稳定煤层, 二2煤层属局部可采煤层, 煤厚变化规律不明显, 可采区域主要位于井田的西北部和东南部。二煤层顶、底板为深灰色砂质泥岩, 间接顶2板为中、细粒砂岩, 间接底板为大占砂岩。
通过目前二2煤揭露情况来看煤厚大部份达到1.2 m以上, 与二1煤之间岩柱15～20 m左右, 符合保护层开采规定 (第四十六条) 。根据保护层保护范围的确定, 开采的二2煤属于上保护层。
沿倾斜方向的保护范围由煤层倾角 (3°～5°) 查表得δ3=δ4=75°, 根据岩柱厚度可得出保护范围为超出被保护煤层工作面4～5.4 m左右;沿走向方向的保护范围根据δ3=δ4=56°～60°, 可得出保护范围为8.7～13.5 m。
二2煤工作面作为二1煤工作面的保护层, 目前其外部系统在满足安全、通风、运输的原则上最大程度在二1煤工作面外部系统的基础上设计施工, 往后更应该使其能兼顾服务两个煤层的工作面。二2煤工作面设计长度1010 m, 可采长度为920 m, 切眼长度为141～150 m。在二1煤工作面底板布置一条底板抽放巷, 主要为前期二2煤工作面开采期间工作面瓦斯治理及释放二1煤工作面瓦斯。
二2煤接替面利用沿空留巷技术, 工作面连续顺采的方式开采。
二煤工作面顺槽外部系统采用直墙半圆拱断2面, 掘进断面14.8 m2, 净断面13.6 m2;巷道拱部采用锚网喷支护, 遇特殊构造、过巷、半煤及全煤时采用采用锚网+36U支架。
二2煤工作面顺槽采用梯形断面, 掘进断面15.6 m2, 净断面13.8 m2;巷道采用锚网+梯形棚支护。
经济效益对比主要体现在消突费用及二煤的开采效益上。
21) 不开采保护层。二1煤消突费用包括: (1) 顺槽掘进消突费用。穿层钻孔费用约420万元;局部钻孔费用约180万元。 (2) 工作面及切眼消突费用。切眼消突费用约90万元工作面消突费用约1170万元。共计2068万元。
2) 开采保护层: (1) 掘进费用 (2条顺槽+1个切眼) 。掘进工作量约3800万元;顺层钻孔27500 m约165万元, 校检钻孔12000 m约78万元。 (2) 工作面消突费用。工作面本煤层钻孔145000 m约940万元;工作面浅孔排放93500 m约610万元;高位钻孔7500 m约120万元;校检钻孔23000 m约150万元。共计约5863万元。 (3) 二2煤的开采效益:二2煤工作面沿倾向设计可采长度为920 m, 切眼长度为141 m, 采高1.2 m。二2煤工作面掘进工程煤量2万t, 回采量23万t, 经化验, 我矿二2煤发热量达到4000大卡以上, 销售额预计达到8750万元。
综上所述, 开采二2煤虽然在防突及巷道工程费用上要超出不开采二煤的费用但是, 开采二2煤一是不仅能增2加原煤产量, 减少了国家煤炭资源的浪费, 而且减少了二1煤的消突费用, 增加了经济效益;二是减少二1煤消突危险性, 提高消突效果, 解决了目前二1煤层消突难的代价高等问题, 为开采主采煤层提供了安全保障;三是极大地缓解了投产后采掘接替工作, 为推动孟津煤矿的快速稳定发展起到积极作用。
摘要：孟津煤矿为严重煤与瓦斯突出矿井, 二1煤工作面防突工程大, 区域防突施工难度极大。采用底板岩巷穿层钻孔加水力冲孔和区域条带措施消突, 投入大, 时间长, 采掘进尺低。为确保矿井投产后的达产和接替正常, 采用开采保护层进行区域防突措施, 将二1煤的上覆煤层二2煤作为其保护层进行开采, 以解放二1煤, 消除其突出危险性, 实现孟津煤矿的安全和生产快速稳定发展。
关键词：严重煤与瓦斯突出,防突工程,开采保护层,发展
[1] 陈炎光, 徐永圻.中国采煤方法[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1991.
[2] 杜计平, 孟宪锐.采矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2009.
[3] 赵景镛.不稳定煤层开采方法[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1992.
推荐阅读：
孟津双语实验学校（通用6篇）06-25
底板巷水仓排水系统设计在孟津矿的应用12-26
恩施煤矿开采存在的环境问题及对策05-11
浅析煤矿开采对环境的影响及对策09-14
煤矿开采过程中的环境问题及对策05-10
煤矿智能化开采技术研究现状及展望09-13
煤矿开采采煤技术分析论文（精选3篇）04-28
煤矿开拓开采05-24
