编制说明第12部份保护层开采

1《冲击地压测定、监测与防治方法第12部分：开采保护层防治方法》编制说明1工作情况1.1任务来源及计划要求任务来源于国家标准化管理委员会下达的2015年第三批标准制修订计划中的《冲击地压测定、监测与防治方法第12部分：开采保护层防治方法》，由中国煤炭工业协会提出并归口。1.2主要起草单位、标准主要起草人本部分起草单位：天地科技股份有限公司开采设计事业部、煤炭科学技术研究院有限公司安全分院、北京科技大学、辽宁工程技术大学、中国矿业大学。本部分主要起草人员：潘俊锋、齐庆新、姜福兴、潘一山、秦子晗、窦林名、邓志刚、曹安业。1.3各阶段工作过程（1）准备、调研和编制阶段起草单位接到任务后，成立了标准编制组，制定了详细的编制方案，并对国内外关于保护层开采的情况进行了调研。通过文献查阅和现场走访，在充分调研和论证的基础上，提出了《冲击地压测定、监测与防治方法第12部分：开采保护层防治方法》国家标准草案。（2）审查讨论、修改阶段2018年1月12-14日，由北京煤炭科学研究院有限公司在北京组织召开了国家标准《冲击地压利定、监测与防治方法》研讨会，邀请了多名专家参加，对《第12部分：开采保护层防治方法》国家标准草案修改稿进行了认真的审查，并制定了详细的修改意见、工作程序及提交时间计划。2018年5月18-20日，由华北科技学院承办，在河北廊坊燕郊开发区召开了国家标准《冲击地压测定、监测与防治方法》研讨会。参会的专家对根据2018年1月会议专家意见修改的标准再次进行了审查、讨论。标准编制组对上次会议专家提出的意见修改完善情况进行了汇报，同时专家组再次对标准中存在的不足进行了完善和补充。22018年7月6日-8日，由煤炭科学技术研究院有限责任公司承办，在北京召开了国家标准《冲击地压测定、监测与防治方法)研讨会。参会的专家对经过两次修改后的标准草案进行了再次讨论，并从格式、内容及编制要求等方面提出了修改意见。2018年9月26日-28日，由煤炭科学技术研究院有限责任公司承办，在北京召开了国家标准《冲击地压测定、监测与防治方法)研讨研讨会，本次会议对修改之后的《第12部分：开采保护层防治方法》进行了集体审查，提出了修改意见，并确定了征求意见稿、送审稿的完成时间表。（3）送审、报批阶段2018年10月15日，完成征求意见稿；2018年10月25日，完成送审稿，并形成报批稿。2标准编写基础及原则2.1编写基础1）技术基础保护层开采是区域性防治冲击地压最有效的举措之一，已经在国内外普遍应用。当被保护层中回采巷道布置合理时，可充分发挥保护层开采的卸压保护作用，有效降低被保护层采掘工作面冲击地压灾害的危险性。因此，定量研究具有冲击地压灾害危险的被保护层回采工作面合理空间位置，对煤矿冲击地压灾害防治、煤炭资源高效安全回采具有重要意义。我国煤层群的广泛分布，为保护层开采提供了有利条件。在中国大部分矿区中，可采煤层数达到6~15层的矿区占55.2%，甚至有部分矿区可采煤层数超过20层，可采煤层数少于5层的矿区只有不足总数1/3；如开滦、大同、西山、新汶、鸡西、鹤岗、平顶山、徐州、淮北、淮南以及贵州水城等矿区等都存在近距离煤层群，且不同程度的存在冲击地压危险，这些矿区有条件利用相邻保护层开采实现对被保护层的卸压。2）单位基础（起草单位与协作单位的编写基础条件与工程现场）起草单位多为我国冲击地压等动力灾害相关标准、规定制定单位，多年来承担了国家多项重大科技攻关项目，还承担了国内典型冲击地压矿井煤岩动力灾害、矿震预测与防治技术研究，为标准的制定奠定了理论与技术基础。起草单位之一的山东能源集团下属新汶矿区为我国保护层开采的示范矿区，3矿区内华丰煤矿采用保护层开采已有十余年的历史，在防治冲击地压方面也积累了大量的经验数据，为本标准的制定也提供了验证现场。2.2编写原则（1）针对在保护层开采这一冲击地压的区域防范措施，确定其适用条件和开采基本要求。（2）提出在保护层开采过程中的现场规范化要求。（3）在保证安全的前提下，提高保护层开采的有效性。（4）具有普适性和可操作性。3标准主要内容1）范围无2）规范性文件本标准中在卸压范围确定时参考了AQ1050-2008保护层开采技术规范中的资料性附录。3）术语和定义无。4）保护层开采适用条件与选择原则主要针对煤层群条件或是具备分层开采条件的冲击地压矿井，选择原则就是选择冲击危险最小的煤层进行优先开采。危险程度相同时，优先选择上保护层开采。考虑上行开采所带来的问题，当先开采下保护层时，应考虑对上方煤层的影响。5）保护层开采设计要求本部份主要参照了《煤矿安全规程》、《防治冲击地压细则》中对保护层开采的要求，同时结合实际开采过程中需要考虑的事项进行了编制。考虑到保护范围一般会小于保护层开采范围，因此要求保护层开采要超前被保护层，在上下煤层同时开采时，还应满足《煤矿安全规程》中规定的距离要求。考虑到遗留煤柱对下方煤层开采带来的高应力影响，提出保护层开采时对煤柱留设的要求。被保护层在开采时，其危险性降低但不一定消除，因此在开采时，还应根据4情况采取一定的冲击地压防治措施。6）保护范围与保护效果保护层开采后其保护范围的确定是本次标准制定的关键和难点，由于目前尚缺乏有效的理论计算方法，因此保护范围及保护效果的确定应以现场实测数据为依据。保护层开采后保护范围内最直观的表现为应力的变化，本标准中选择了应力监测和钻屑法作为保护范围判别的方法，但由于即使是未受保护的区域，其应力值和钻屑量也存在不超过监测临界值的情况。因此，判别时选择保护范围与非保护范围内的应力和钻屑进行对比，在监测值低于非保护区且未超过预警值时，可认为具备保护效果，可作为保护范围。对于首采开采保护层，无法进行现场测定时，可选择数值模拟、相似模拟或理论计算方法，但上述方法仍属于研究方法，实际操作性较差，且无法标准化，因此该部分参考了AQ1050-2008《保护层开采技术规范》中的资料性附录的经验方法，附录部分也对引用了该部分内容。7）卸压期限本部分主要参考部分文献，主要选取经验数据。同时对于超过经验年限的，要求采用应力监测或钻屑法进行验证。8）其他无。参考文献：[1]秦子晗,潘俊锋,任勇.薄煤层作为保护层开采的卸压机理[J].煤矿开采,2010,15(02):85-86+106.[2]秦子晗,蓝航.开采上下保护层卸压效果的数值模拟分析[J].煤矿开采,2012,17(02):86-89.[3]舒凑先,魏全德,刘涛,温经林,张明,杨光宇,张俊飞,张斌.强冲击厚煤层上保护层尖灭区域冲击地压防治技术[J].煤矿安全,2017,48(06):87-89+93.[4]姜福兴,王玉霄,李明,曲延伦.上保护层煤柱引发被保护层冲击机理研究[J].岩土工程学报,2017,39(09):1689-1696.[5]沈荣喜,王恩元,刘贞堂,李忠辉.近距离下保护层开采防冲机理及技术研究[J].煤炭学报,2011,36(S1):63-67.5[6]王浩,赵毅鑫,焦振华,李思乾,易恩兵.复合动力灾害危险下被保护层回采巷道位置优化[J].采矿与安全工程学报,2017,34(06):1060-1066.[7]庞龙龙,徐学锋,司亮,张浩,李正可.开采上保护层对巨厚砾岩诱发冲击矿压的减冲机制分析[J].岩土力学,2016,37(S2):120-128.[8]周明杰,徐涛,郑树良,张立新.开采保护层防治冲击地压的机理分析[J].鸡西大学学报,2012,12(11):39-40.[9]赵善坤,刘军,姜红兵,张国华,吕玉磊,丁传宏.巨厚砾岩下薄保护层开采应力控制防冲机理[J].煤矿安全,2013,44(09):47-49+53.[10]李志民,刘振江.基于上保护层开采的千米深井冲击矿压防治[J].煤矿安全,2015,46(01):190-193.[11]庞龙龙,徐学锋,司亮,张浩,李正可,顾树圣.巨厚砾岩下开采上保护层防冲原理数值模拟分析[J].煤炭技术,2015,34(05):17-20.[12]朱栋,范育青,陶祥令.保护层开采过程中围岩应力演化规律研究[J].科学技术与工程,2013,13(34):10129-10135+10141.[13]王永秀,齐庆新,徐刚,徐方军,张修锋.华丰矿保护层开采数值模拟研究[J].煤矿开采,2003(04):4-7.[14]李希勇,陈尚本,张修峰.保护层开采防治冲击地压的应用研究[J].煤矿开采,1997(02):18-20+33+38.[15]熊祖强,李化敏,王文.平顶山矿区远程下保护层开采技术研究[J].煤炭科学技术,2009,37(08):53-56.4试验验证情况和预期效果4.1可论述本标准所选取的试验验证方法、过程、数据及结果等。山东新汶华丰煤矿已进入深部开采。主采煤层有4煤、6煤、1煤、13煤等可采煤层。其中4煤平均厚6.5m，是矿井的主采煤层，具有强冲击危险，华丰矿多次在4煤工作面发生冲击地压，严重制约着矿井的正常生产。6煤平均厚1.1m，无冲击倾向性，4煤、6煤层间距40m。由于华丰煤矿6煤无冲击倾向性，4煤、6煤为近距离煤层，因此华丰进行了采6煤、保护4煤的保护层开采试验，取得了较好效果。6图4-1华丰矿开采保护层示意图4.2通过该标准的制定，可以提高保护层开采技术的规范化，减少当前保护层开采过程中存在的盲目性和主观性，从而提高区域防冲效果。由于保护层开采与其他防冲手段相比，具有卸压范围大，卸压程度高，并且能从根本上降低或消除冲击地压危险，因此具有广阔的应用前景。5与国际、国外同类标准水平的对比情况通过知网、国家知识产权局、国家标准文献服务共享平台等相关网站进行检索、查阅及对比分析，目前仅有AQ1050-2008《保护层开采技术规范》与本标准相关，但由于该规范主要用于煤与瓦斯突出防治，因此，在冲击地压防治领域内，本标准在国内外尚属首次，属国际先进水平。6与现行法律、法规、政策及相关标准的关系本标准符合国家现行法律、法规和其它强制性标准，在实施过程中如遇与国家相关法律、法规和强制性标准相冲突之外时，自动废止本标准中的冲突部分。7重大分歧意见的处理过程和依据。无。8对标准作为强制性标准或推荐性标准的建议GB/T25217.X—XXXX《冲击地压测定、监测与防治方法第12部分：开采保护层防治方法》是推荐性国家标准。9贯彻标准的要求和措施建议1）建议本标准批准发布6个月后实施。2）建议标准实施后组织标准宣讲，以使各煤矿生产企业了解标准内容，促进标准的顺利实施。10废止现行有关标准的建议7没有废止现行有关标准的建议。11其他应予以说明的事项无。