深部远距离煤层群卸压主控因素及首采层优选方法研究

王中华,曹建军

(1.中煤科工集团重庆研究院有限公司 瓦斯研究分院，重庆 400037；2.中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037)

0 引 言

煤炭是我国的主导能源，到2030 年煤炭占一次能源消费的比例仍在50%以上，煤炭仍将是保障我国能源安全稳定的基础能源[1-2]。然而，我国53%的资源埋深在千米以下，随着开采能力和机械化程度的提高，矿井正以平均每年8～25 m(局部达40 m)的速度向深部延伸[3]，采深最大的已超过1 300 m[4]，深部矿井煤与瓦斯突出(简称“突出”)危险性显著加大[5]。

突出是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质共同作用的结果[6]，是煤矿井下一种复杂动力现象，突出机理复杂、影响因素众多[7-8]，突出防治仍是一项世界性难题。国内外学者对深井突出机理进行了大量研究，普遍认为高应力的作用显著加强[9]，我国安徽、辽宁、江西等省份深部矿井均出现了以地应力为主导的动力灾害[10-11]，深井突出防治应采取有效的卸压方法[12]。开采保护层被国内外实践证明是防治突出的一种最经济、最可靠的卸压措施[13]，保护层开采结合被保护层卸压瓦斯抽采已成为我国煤矿优先推广的一种区域性瓦斯治灾技术[14]，部分矿井甚至选择岩层作为保护层开采[15]。

我国煤矿煤层群保护层开采主要依据《防治煤与瓦斯突出细则》进行[16]，其只定性的给出了对于不同煤层类别的保护层选取方法和有效保护垂距范围。但是，深部矿井采动卸压影响程度有别于浅部矿井，远距离煤层群保护层开采卸压效果还与保护层采高、煤层层间距、被保护层厚度等因素有关[17]。……