[01686201]庚组煤层深部开采矿压显现规律及瓦斯治理技术研究

主要技术内容：该项目主要内容包括以下几个方面：进行瓦斯基础参数试验研究，实验室内对煤岩进行了物理力学试验，得出了庚20煤层及围岩主要物理力学参数和变形性能。对平煤股份二矿庚20煤层围岩稳定性和可控程度进行了分类，提出了该煤层开采采场支架合理型式和支护主要参数。针对庚20煤层顶板为坚硬的石灰岩的特点，现场矿压观测和计算采面来压数据，研究了来压情况表明采面具有明显的周期来压现象。采面支架工作阻力和初撑力成正比，顶板来压期间支架工作阻力接近额定工作阻力，表明支架参数选择合理。采面回风巷道瓦斯主要由煤壁解吸的瓦斯和采空区涌出的瓦斯两部分组成，瓦斯涌出量的大小与采面顶板来压具有明显的关系，可以利用采面顶板来压提前预测工作面上隅角的瓦斯大量涌出时间，提前采取预防措施，防止采面上隅角出现瓦斯超限问题。对瓦斯基础参数和瓦斯涌出参数进行测定和统计的基础上，绘制了平煤股份二矿庚20煤层瓦斯地质图，对庚20煤层瓦斯地质规律进行了研究。主要技术指标：(1)建立预测模型，对深部瓦斯涌出规律进行定量预测。(2)对采场围岩控制的难以程度进行分类，提出老顶来压步距和来压强度指标，建立采面来压与瓦斯涌出规律之间的关系，利用来压前兆信息，对工作面瓦斯超限进行预测。(3)优化出治理和防止工作面瓦斯超限的技术措施。(4)绘制平煤股份二矿庚20煤层瓦斯地质图。主要特点：(1)通过对瓦斯基础参数测定，对庚20煤层瓦斯地质规律进行了研究，建立了多元线性瓦斯涌出预测模型，绘制了二矿庚20煤层瓦斯地质图。(2)研究了采面矿压显现规律和采面瓦斯涌出的关系。采面瓦斯涌出量的大小与采面顶板来压具有明显的关系，可以利用采面顶板来压预测工作面上隅角瓦斯大量涌出的时间，以便提前采取预防措施，防止上隅角出现瓦斯超限问题。(3)提出顶板超前预裂爆破和上隅角瓦斯抽采技术，有效解决了庚组煤层开采瓦斯治理问题。应用推广及效益情况：该研究成果在平煤股份二矿应用以来，有效地解决了该矿开采庚组煤层过程中瓦斯治理的技术难题，为制定针对性强的瓦斯治理措施提供了依据，提高了庚组煤层工作面安全生产水平，2009年全年增收节支2920.94万元，经济社会效益显著。研究问题属平顶山矿区庚组煤层安全生产中遇到的共性问题，研究成果可以在开采庚组煤层以及国内类似条件矿区中推广应用。