[01054711]淮南矿区B组煤层群关键保护层开采瓦斯治理成套技术

1、项目研究所属学科“淮南矿区B组煤层群关键保护层开采瓦斯治理成套技术”成果属于资源调查与矿山工程，采矿业。2、项目来源为了有效的解决淮南矿区B组煤埋藏深、地应力大、瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层透气性差、原始煤层瓦斯极难抽采的难题，注重实用性、突出先进性、坚持集成创新与自主权创新相结合的原则，在“十一五”国家科技支撑计划、安徽省“十一五”科技攻关计划和安徽省重大科技计划的资助下，开展了“淮南矿区B组煤层群关键保护层开采瓦斯治理成套技术”的攻关研究，以确保安全生产和瓦斯抽采最大化为原则，针对淮南矿区不同地质构造单元内B组煤层群瓦斯赋存条件，选择出了最佳首采关键保护层，研发了B组煤层群开采瓦斯治理成套技术，实现了B组煤层群保护层安全高效连续开采。3、主要技术内容及特点：(1)B组煤层群最佳首采关键保护层的选择。系统地考察了淮南矿区不同地质构造块段内B组煤层群瓦斯地质条件及顶底板岩层力学特性，采用物理模拟和数值计算相结合的方法，全面研究了B组煤层群中可作为首采保护层开采时的三维应力场、裂隙场、卸压瓦斯流场的分布规律，获得了首采层开采后各邻近煤岩的顶底板岩层的运动规律、膨胀变形率以及卸压保护范围，找出了淮南矿区不同地质构造块段内B组煤层群最佳首采关键保护层。(2)B组煤层群首采关键保护层回采巷道掘进安全保障技术。B组煤层多数为高瓦斯突出煤层，对首采关键层回采巷道掘进开采威胁极大，集成创新研制了受上下突出煤层威胁条件下的掘进巷道三维探测技术，保障了关键保护层回采巷道安全高效掘进。(3)B组煤层群首采关键保护层开采瓦斯综合治理技术。研制了顶(底)抽采巷穿层钻孔、高位钻孔、抽采瓦斯专用暗立井等技术相结合的“瓦斯截流抽采、先抽后采”的立体抽采瓦斯综合治理技术。形成了淮南矿区B组煤层群关键保护层开采“一矿一策”的瓦斯治理模式。4、技术经济指标：成果在淮南矿区14对生产矿井的B组煤层群开采瓦斯综合治理过程中进行了工业性试验和应用，获得成功，取得了高地应力、高瓦斯、低透气性煤层赋存条件下保护层卸压增透瓦斯立体抽采瓦斯综合治理技术的重大突破，实现了淮南矿区B组煤层群安全高效连续开采，技术经济效益和安全效益十分显著：(1)B组煤层群突出煤层开采每个工作面少施工两条掩护岩巷(平均2400m)，节约经费2400万元，节省抽采瓦斯岩石钻孔近24000m，节约经费近500万元；(2)每个工作面约抽采卸压瓦斯820万m<'3>，产生经济效益200万元；(3)关键保护层开采使得B组煤突出煤层充分卸压，缩短了工作面消突时间，保证了“抽、掘、采”平衡，平均每个工作面创造效益约3500万元；(4)淮南矿区百万吨死亡率从2006年的0.4降低到2010年的0.135。5、知识产权和推广应用情况：研究成果获得了国家授权发明专利3项，实用新型专利3项，该项技术受到国内外采矿专家的高度评价和认可。成果已成功推广到3个矿区20多个生产矿井30多个煤层群开采工作面，创造经济效益20亿元左右，有力的推动了中国煤矿安全的科技进步，具有很强的示范性。