莫维雄，李志刚，谢小平，张衡，伍小波，欧一昌
六盘水师范学院矿业与土木工程学院 贵州六盘水 553004
摘要：基于保护层开采是解决低透气性高瓦斯突出煤层群卸压防突的有效办法的现状，针对煤层群中不具备常规保护层（煤层厚度≥0.8m）开采条件及实现下部被保护煤层卸压增透的问题，提出了极薄、薄煤层半煤岩工作面保护层开采技术的解决思路，通过理论分析了半煤岩工作面采高与下部煤层卸压的关系。
关键词：薄煤层；上保护层；不同采高；卸压开采
1.工程概况
某煤矿工业场地距县城约5km，井田走向长22km，倾斜宽4.5～8km，面积约135km2。全井田地质储量2252.28Mt，工业储量2013.72Mt，可采储量1275.74Mt。设计生产能力3.0Mt/a，后经过技术改造生产能力提升为5.0Mt/a。矿井以两个水平开拓全井田，一水平开拓2、3、4、5号煤，水平标高+400m，二水平开拓6、8、9、10号煤。矿井目前生产水平为+400m水平。井田共含煤17层，煤层总厚19.42m，含煤系数12.4%；其中可采及局部可采煤层8层，分别是2号、3号、4号、5号煤层和6号、8号、9号、10号煤层，煤层以焦煤为主，总厚度15.4m。该煤矿井北翼2、3+4、5号煤层间距较近，2号薄煤层赋存于该中部，可采厚度0.70～1.46m，平均厚度1.1m，下距离3+4号煤平均14.0m。3+4号混合煤层厚度合并厚度平均4.12m，下距离5号煤平均4.03m。综上所述，矿井北翼2、3+4、5号煤层属于近距离煤层群。
2.半煤岩工作面采高与卸压关系分析
针对难采极薄、薄煤层焦煤资源的高效开采，提出半煤岩小综采的开采思路，通过截割极薄、薄煤层软弱顶板或底板以增加工作面开采高度，以便安装小综采设备和提高下部煤层群的卸压效果。半煤岩工作面开采后，通常把煤壁前方一定范围分为弹性区和塑性区两个区域。根据极限平衡条件，塑性区支承压力分布规律满足：
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式中：Hmax为煤层底板最大破坏深度，m；x0为煤壁前方支承压力塑区宽度，m；φ为内摩擦角，o。
根据公式（3）、（5）分析可知：半煤岩工作面开采后，底板最大破坏深度与煤壁前方支承压力塑区宽度x0成正比，即与半煤岩开采高度(h+Δh)成正比，随着半煤岩工作面破岩厚度Δh的增加，底板最大破坏深度增加，进而煤岩层间产生裂隙增加，下部卸压煤层中的瓦斯将发生“解吸-扩散-渗流”变化，进而提高下部煤层的卸压程度和瓦斯预抽效果。
参考文献：
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六盘水师范学院大学生创新创业训练计划项目（项目编号：2020cxcy76）