采礦學(xué)-第十章傾斜分層下行垮落采煤法

1、第十章第十章 傾斜分層下行垮落采煤法傾斜分層下行垮落采煤法傾斜分層傾斜分層將厚煤層分成若干與煤層層面相將厚煤層分成若干與煤層層面相平行的分層，然后逐層開采。平行的分層，然后逐層開采?；夭身樞颍夯夭身樞颍合滦惺较滦惺?先采頂分層，依次按下先采頂分層，依次按下行順序回采各分層，垮落法管理頂板，稱傾行順序回采各分層，垮落法管理頂板，稱傾斜分層下行垮落采煤法。斜分層下行垮落采煤法。分層同采：分層同采：在同一區(qū)段范圍內(nèi)，上、下分層在同一區(qū)段范圍內(nèi)，上、下分層工作面錯開一定距離同時采煤，稱：工作面錯開一定距離同時采煤，稱：“分層分層同采同采” 分層分采分層分采 ：在同一區(qū)段范圍內(nèi)，采完一個分在同一區(qū)段范圍

2、內(nèi)，采完一個分層后再采下一個分層稱層后再采下一個分層稱“分層分采分層分采” ” 。第一節(jié)第一節(jié) 傾斜分層走向長壁采煤法巷道布置傾斜分層走向長壁采煤法巷道布置及參數(shù)及參數(shù) 一、分層同采的采區(qū)巷道布置一、分層同采的采區(qū)巷道布置條件：厚煤層，分三層，賦存穩(wěn)定，條件：厚煤層，分三層，賦存穩(wěn)定， 低沼氣礦；低沼氣礦；沿傾斜劃為沿傾斜劃為3 3 5 5個區(qū)段個區(qū)段傾斜分層走向長壁采煤法傾斜分層走向長壁采煤法分層厚度：普采一般分層厚度：普采一般2m2m，最大，最大2.4m2.4m綜采一般綜采一般3m,3m,最大最大3.5m3.5m981513127l61126101220185414172110202231

3、1911451839102014127822119176132211513分分層層同同采采巷巷道道布布置置1、巷道名稱巷道名稱2 2、巷道布置特點、巷道布置特點 2、巷道布置特點巷道布置特點: 階段運輸大巷階段運輸大巷 (1)和和 回風(fēng)大巷回風(fēng)大巷 (2) 均布置在距煤層均布置在距煤層15 20m的底板巖石中。的底板巖石中。 各分層采用集中（共用）上山、集中（共用）區(qū)段各分層采用集中（共用）上山、集中（共用）區(qū)段平巷平巷 聯(lián)合布置方式之一聯(lián)合布置方式之一 114518391020141278221191761322115集中上山集中上山軌上（軌上（5 5）和運上（）和運上（4 4）均布置在距煤

4、層）均布置在距煤層15m 15m 左右的底板巖石中，左右的底板巖石中，錯距：錯距：2m2m位置：運位置：運“上上”在下，軌在下，軌“上上”在上在上 1145183910201412 78221191761322115巷巷道道布布置置特特點點 區(qū)段區(qū)段集中運輸巷（集中運輸巷（1010）布置在距煤層）布置在距煤層8 8 10m10m的的底板巖石中。底板巖石中。區(qū)段集中軌巷（區(qū)段集中軌巷（9 9）提前在下區(qū)段頂分層回風(fēng)）提前在下區(qū)段頂分層回風(fēng)巷位置開掘，超前（巷位置開掘，超前（1010）掘進(jìn)，為（）掘進(jìn)，為（1010）定向。）定向。114518391020141278221191761322115巷

5、道布置特點巷道布置特點 從（從（9）每隔）每隔200m左右左右開（開（11）溝通各分層。）溝通各分層。最后一個（最后一個（11）距采區(qū)邊界約）距采區(qū)邊界約200m 集中區(qū)段平巷與分層平巷間聯(lián)系集中區(qū)段平巷與分層平巷間聯(lián)系（10） （12 ） 溝通各分層機(jī)巷溝通各分層機(jī)巷（14、20）（9） （11） 溝通各分層機(jī)巷溝通各分層機(jī)巷（14、20）從最后一個（從最后一個（12）反向掘（）反向掘（14）至采區(qū)邊界）至采區(qū)邊界從最后一個（從最后一個（13）反向掘（）反向掘（15）至采區(qū)邊界）至采區(qū)邊界9131211101313131091411123、頂分層采面回采巷道、頂分層采面回采巷道頂分層（頂分層

6、（14）、（）、（15）超）超前采面兩個（前采面兩個（12）掘進(jìn)。）掘進(jìn)。（14） 開切眼開切眼（15）頂分層工作面。頂分層工作面。913121110131313119101412132154、I 區(qū)段采煤區(qū)段采煤i、利用總回風(fēng)巷（、利用總回風(fēng)巷（2）作為軌道集中巷，每隔）作為軌道集中巷，每隔200m左左右開掘區(qū)段回風(fēng)小石門（右開掘區(qū)段回風(fēng)小石門（13）溝通各分層風(fēng)巷。（如）溝通各分層風(fēng)巷。（如采用采區(qū)小風(fēng)井，則另開集中巖石巷）。采用采區(qū)小風(fēng)井，則另開集中巖石巷）。iiii、從（、從（1010）每隔）每隔200 200 400m 400m （一臺刮板運輸機(jī)有（一臺刮板運輸機(jī)有效鋪設(shè)長度，當(dāng)用膠

7、帶機(jī)時，聯(lián)絡(luò)眼間距可擴(kuò)大到效鋪設(shè)長度，當(dāng)用膠帶機(jī)時，聯(lián)絡(luò)眼間距可擴(kuò)大到400m400m）掘溜煤眼（）掘溜煤眼（1212）溝通各分層機(jī)巷，最后一個）溝通各分層機(jī)巷，最后一個（1212）距采區(qū)邊界約）距采區(qū)邊界約200m200m。 9131211101313131091411125、分層同采時集中分層同采時集中軌道巷（軌道巷（9）作用）作用 服務(wù)于各（頂、中、底）分層之輔助運輸。服務(wù)于各（頂、中、底）分層之輔助運輸。 探清煤層走向變化，為（探清煤層走向變化，為（1010）定向；）定向； 滿足頂分層超前平巷施工定向和泄水；滿足頂分層超前平巷施工定向和泄水； 利用（利用（9 9）掘二、三分層超前運輸機(jī)

8、巷，）掘二、三分層超前運輸機(jī)巷， 掘進(jìn)煤掘進(jìn)煤由（由（1212）(1010）運出；）運出； 物料物料由（由（9 9）（1111）。采掘無干撓。）。采掘無干撓。 縮短區(qū)段準(zhǔn)備時間，利于接替縮短區(qū)段準(zhǔn)備時間，利于接替1091411126、聯(lián)絡(luò)眼（、聯(lián)絡(luò)眼（11）的開掘方法）的開掘方法問題：問題： 頂分層與中、底分層的聯(lián)絡(luò)眼間距相同否？頂分層與中、底分層的聯(lián)絡(luò)眼間距相同否？間距相同間距相同 如何布置？如何布置？i、 頂分層頂分層 (11)沿煤層頂板開掘，每沿煤層頂板開掘，每200m 一個，一個，溝通（溝通（14）iiii、 二、三分層二、三分層 （1111）下口不動，上段向下）下口不動，上段向下臥底

9、，形成斜巷，分別溝通二、三分層機(jī)巷（超前臥底，形成斜巷，分別溝通二、三分層機(jī)巷（超前平巷），形成系統(tǒng)。平巷），形成系統(tǒng)。 109141112913121110131313981513127l611261012201854141721102022311911451839102014127822119176132211513分分層層同同采采7、第二區(qū)段開采第二區(qū)段開采 第一區(qū)段采完后：第一區(qū)段采完后：（9）作為下區(qū)段頂分層回風(fēng)巷，）作為下區(qū)段頂分層回風(fēng)巷，（10）作為集中軌巷。）作為集中軌巷。更換運輸設(shè)備。更換運輸設(shè)備。 9131211101313131145183910201412 782211

10、917613221158、區(qū)段集中巷與上山間聯(lián)絡(luò)區(qū)段集中巷與上山間聯(lián)絡(luò) （10） （18） 運上（運上（4） （9） （7） 軌上（軌上（5）可知：分層同采，必須有可知：分層同采，必須有 ：共用區(qū)段集中機(jī)巷；共用區(qū)段集中機(jī)巷；共用區(qū)段集中軌巷。共用區(qū)段集中軌巷。 98718541410（二）巷道掘進(jìn)和工作面接替（二）巷道掘進(jìn)和工作面接替1 1、生產(chǎn)中，隨分層工作面推進(jìn)，繼續(xù)掘上分、生產(chǎn)中，隨分層工作面推進(jìn)，繼續(xù)掘上分層超前運輸和回風(fēng)平巷，超前距保持兩個溜層超前運輸和回風(fēng)平巷，超前距保持兩個溜煤眼與之相通煤眼與之相通 913121110131313巷道掘進(jìn)和工作面接替巷道掘進(jìn)和工作面接替2 2、

11、中分層準(zhǔn)備、中分層準(zhǔn)備 （1） 上分層工作面采過第一個溜煤眼之后，上分層工作面采過第一個溜煤眼之后，再準(zhǔn)備中分層。再準(zhǔn)備中分層。自（自（9 9）（1111）在假頂下，反向掘（）在假頂下，反向掘（2020）開）開切眼，自切眼，自（2 2） （1313） （2121）981513127l611261012201854141721102022311911451839102014127822119176132211513巷道掘進(jìn)巷道掘進(jìn)中分層采時，準(zhǔn)備底分層。中分層采時，準(zhǔn)備底分層。第一區(qū)段底分層采完之前，要準(zhǔn)備第二區(qū)第一區(qū)段底分層采完之前，要準(zhǔn)備第二區(qū)段頂分層。段頂分層。91312111013131

12、3二、二、分分層層同同采采評評價價1 1、優(yōu)點：、優(yōu)點：1 1）上下分層同采，增產(chǎn)潛力大，區(qū)段內(nèi)集）上下分層同采，增產(chǎn)潛力大，區(qū)段內(nèi)集中生產(chǎn)；中生產(chǎn)；2 2）縮短了準(zhǔn)備時間，利于接替；）縮短了準(zhǔn)備時間，利于接替；3 3）分層回采巷道超前掘進(jìn)，維護(hù)長度及時）分層回采巷道超前掘進(jìn)，維護(hù)長度及時間短，維護(hù)費用低；間短，維護(hù)費用低； 4）集中巷集中運煤，系統(tǒng)集中簡單，占用）集中巷集中運煤，系統(tǒng)集中簡單，占用設(shè)備少；設(shè)備少；5）利于假頂防腐和防止煤的自燃發(fā)火。）利于假頂防腐和防止煤的自燃發(fā)火。981 51 31 27l61 1261 01 22 01 8541 41 72 11 02 02 2311 9

13、1 1451 8391 02 01 41 2782 211 91 761 322 11 51 3分層同采評價：分層同采評價：2 2、缺點、缺點1 1）巖石工程量大巖石工程量大（設(shè)區(qū)段集中平巷及聯(lián)絡(luò)巷）（設(shè)區(qū)段集中平巷及聯(lián)絡(luò)巷）2 2）生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜。）生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜。3 3）單工作面能力不易發(fā)揮。）單工作面能力不易發(fā)揮。4 4）初期準(zhǔn)備時間長。）初期準(zhǔn)備時間長。981513127l611261012201854141721102022311911451839102014127822119176132211513三、分層同采的適用條件：三、分層同采的適用條件： 隨著機(jī)械化水平提高，綜采放頂煤出現(xiàn)，以

14、隨著機(jī)械化水平提高，綜采放頂煤出現(xiàn)，以及非放頂煤單層工作面生產(chǎn)能力加大，支護(hù)及非放頂煤單層工作面生產(chǎn)能力加大，支護(hù)條件改善，分層同采的優(yōu)點已逐漸弱化，缺條件改善，分層同采的優(yōu)點已逐漸弱化，缺點（點（巖石工程量大、生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜巖石工程量大、生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜）已日趨）已日趨明顯，分層同采漸少用。明顯，分層同采漸少用。 技術(shù)發(fā)展趨勢：技術(shù)發(fā)展趨勢：（1）多采用分層分采；）多采用分層分采；（2）“放頂煤放頂煤”（3）大采高）大采高四、分層同采的參數(shù)四、分層同采的參數(shù)1、傾斜分層厚度：、傾斜分層厚度：分層厚度：分層厚度： 普采一般普采一般2m2m，最大，最大2.4m2.4m 綜采一般綜采一般3m,3m,最大

15、最大3.5m3.5m 2、工作面長度：、工作面長度：150 200m；3、分層同采的合理錯距：以覆巖穩(wěn)定為原、分層同采的合理錯距：以覆巖穩(wěn)定為原則，則，34個月后。個月后。五、分層分采的采區(qū)巷道布置五、分層分采的采區(qū)巷道布置分層分層分采分采時，時，不設(shè)不設(shè)區(qū)段區(qū)段集中集中平巷。平巷。2第二節(jié)第二節(jié) 傾斜分層長壁采煤法采煤工藝特點傾斜分層長壁采煤法采煤工藝特點一、頂分層回采工藝特點一、頂分層回采工藝特點 頂分層增加了為下分層鋪設(shè)人工假頂或形成頂分層增加了為下分層鋪設(shè)人工假頂或形成再生頂板的工作再生頂板的工作 頂板頂板 煤層原生頂板煤層原生頂板頂分層采煤工作面頂分層采煤工作面 | 工藝同中厚煤層工

16、藝工藝同中厚煤層工藝 底板底板 煤層（二分層）煤層（二分層） 鋪假頂或形成再鋪假頂或形成再生頂板（下分層用）生頂板（下分層用）1 1、人工假頂、人工假頂1)1)竹笆、荊笆假頂竹笆、荊笆假頂 竹笆：竹笆：寬寬0.7 0.7 1.0m 1.0m，長，長2.2 2.2 2.4m 2.4m，竹片或細(xì)竹用鐵絲編成。竹片或細(xì)竹用鐵絲編成。荊笆：荊笆：寬寬0.9 1.0m，長，長2.2 2.4m，用細(xì)，用細(xì)鐵絲編成。鐵絲編成。 底梁：底梁：半圓木或厚木板。半圓木或厚木板。 竹笆、荊笆假頂鋪設(shè)：竹笆、荊笆假頂鋪設(shè)：鋪設(shè)：鋪設(shè)：底梁與煤壁呈底梁與煤壁呈45 60布置，將竹笆放布置，將竹笆放在底梁上，每片間搭在底

17、梁上，每片間搭接，用鐵絲聯(lián)好。腐接，用鐵絲聯(lián)好。腐朽期為朽期為6 8月。月。垮落矸石膠結(jié)性能好垮落矸石膠結(jié)性能好時可不鋪底梁時可不鋪底梁。1526341242）金屬網(wǎng)假頂）金屬網(wǎng)假頂 金屬網(wǎng)假頂一般用金屬網(wǎng)假頂一般用12 14#鍍鋅鐵絲編織而成。鍍鋅鐵絲編織而成。網(wǎng)邊用網(wǎng)邊用8 10#鐵絲編成。網(wǎng)孔鐵絲編成。網(wǎng)孔20 25mm網(wǎng)孔形狀：正方形（經(jīng)緯網(wǎng)）、菱形、蜂窩形。網(wǎng)孔形狀：正方形（經(jīng)緯網(wǎng)）、菱形、蜂窩形。菱形網(wǎng)：承力好，延展性好，壽命長，廣泛應(yīng)菱形網(wǎng)：承力好，延展性好，壽命長，廣泛應(yīng)用。用。 3）塑料網(wǎng)假頂）塑料網(wǎng)假頂塑料網(wǎng)假頂：塑料網(wǎng)假頂：聚丙稀樹脂制成的塑料編織而成。聚丙稀樹脂制成的塑

18、料編織而成。規(guī)格：網(wǎng)帶寬規(guī)格：網(wǎng)帶寬13 16mm，5 6m 0.9m或或2.0 0.9mm，網(wǎng)孔，網(wǎng)孔15mm塑料網(wǎng)：無毒、無味，阻燃，抗靜電，重量輕，塑料網(wǎng)：無毒、無味，阻燃，抗靜電，重量輕，柔性大，耐腐蝕等。柔性大，耐腐蝕等。強(qiáng)度高，壽命長；抗剪性能差；強(qiáng)度高，壽命長；抗剪性能差；延展性大延展性大，易，易形成網(wǎng)兜。形成網(wǎng)兜。4）人工假頂人工假頂鋪設(shè)方法鋪設(shè)方法 ： 鋪頂網(wǎng)鋪頂網(wǎng) 鋪底網(wǎng)鋪底網(wǎng) q手工手工q機(jī)械機(jī)械31245231231鋪頂網(wǎng)優(yōu)點：鋪頂網(wǎng)優(yōu)點： 利于改善工作面頂板管理。鋪一次網(wǎng)可利于改善工作面頂板管理。鋪一次網(wǎng)可為上、下分層服務(wù)。剛割過煤后，及時為上、下分層服務(wù)。剛割過煤后

19、，及時移架鋪網(wǎng)，及時支護(hù)。移架鋪網(wǎng)，及時支護(hù)。 提高煤質(zhì)。提高煤質(zhì)。 提高煤炭采出率。采面浮煤在金屬網(wǎng)下，提高煤炭采出率。采面浮煤在金屬網(wǎng)下，采下分層時，一并采出。采下分層時，一并采出。 簡化采煤工藝，提高效率。簡化采煤工藝，提高效率。 2 2、再生頂板、再生頂板 煤層的頂板為頁巖或含泥質(zhì)成份較高的巖層，煤層的頂板為頁巖或含泥質(zhì)成份較高的巖層，冒落后注水或注泥漿，在上覆巖層重壓下能冒落后注水或注泥漿，在上覆巖層重壓下能形成再生頂板。一般形成再生頂板。一般4 6個月膠結(jié)形成。個月膠結(jié)形成。 二、假頂下回采工藝特點二、假頂下回采工藝特點 1 1、假頂下支護(hù)及頂網(wǎng)管理、假頂下支護(hù)及頂網(wǎng)管理 假頂下回

20、采，頂板是已垮落的碎石，基本假頂下回采，頂板是已垮落的碎石，基本頂周期來壓不明顯，頂板壓力頂周期來壓不明顯，頂板壓力 較頂分層小。較頂分層小。頂板管理的關(guān)鍵是護(hù)好破碎頂板。頂板管理的關(guān)鍵是護(hù)好破碎頂板。 假頂下回采工藝特點假頂下回采工藝特點 護(hù)好破碎頂板技術(shù)措施護(hù)好破碎頂板技術(shù)措施 ： 1）淺截深采煤機(jī)；）淺截深采煤機(jī)；2）滾筒距網(wǎng)）滾筒距網(wǎng) 100mm；3）及時支護(hù)；）及時支護(hù)；4）普采面：）普采面：a、采用正倒懸臂錯梁直線柱布置；、采用正倒懸臂錯梁直線柱布置；b、割煤后及時掛梁，支貼幫柱；、割煤后及時掛梁，支貼幫柱；c、 型鋼梁護(hù)頂。型鋼梁護(hù)頂。假頂下回采工藝特點假頂下回采工藝特點 型型鋼

21、鋼梁梁護(hù)護(hù)頂頂 0.60.60.10.6 3.1 0.35） 綜采面：綜采面： 掩護(hù)式支架，或支撐掩護(hù)式支架。掩護(hù)式支架，或支撐掩護(hù)式支架。假頂下回采工藝特點假頂下回采工藝特點 2 2、 假頂下的放頂工藝假頂下的放頂工藝單體支柱采面單體支柱采面 無密集放頂。無密集放頂。假頂下易拉斜歪支柱、推垮采面，必須設(shè)假頂下易拉斜歪支柱、推垮采面，必須設(shè)抬棚，或打斜撐柱。（戧柱）抬棚，或打斜撐柱。（戧柱）假頂下回采工藝特點假頂下回采工藝特點 三、分層開采的礦壓顯現(xiàn)特點三、分層開采的礦壓顯現(xiàn)特點 第一分層同單一長壁開采第一分層同單一長壁開采 以下分層：人工假頂、再生頂板、煤皮、夾矸以下分層：人工假頂、再生頂板

22、、煤皮、夾矸頂板是已垮落的碎石，頂板管理困難。頂板是已垮落的碎石，頂板管理困難?；夭上锏酪咽荛_采影響，開掘在假頂或煤體下，回采巷道已受開采影響，開掘在假頂或煤體下，維護(hù)困難維護(hù)困難分層開采的礦壓顯現(xiàn)特點分層開采的礦壓顯現(xiàn)特點基本頂來壓顯現(xiàn)減弱基本頂來壓顯現(xiàn)減弱工作面支柱載荷一般較小工作面支柱載荷一般較小工作面頂?shù)装逡平考幼兇蠊ぷ髅骓數(shù)装逡平考幼兇蟛蓤鋈菀壮霈F(xiàn)網(wǎng)下漏垮或推垮型冒頂采場容易出現(xiàn)網(wǎng)下漏垮或推垮型冒頂巷道受多次開采影響，維護(hù)困難巷道受多次開采影響，維護(hù)困難三、評價三、評價優(yōu)點：優(yōu)點：1）有效解決中傾斜以下厚煤層開采時頂板）有效解決中傾斜以下厚煤層開采時頂板支護(hù)和采空區(qū)處理問題；頂分層以下各分支護(hù)和采空區(qū)處理問題；頂分層以下各分層礦壓顯現(xiàn)緩和。層礦壓顯現(xiàn)緩和。2）安全；）安全；3）采出率高。）采出率高。缺點缺點1）鋪假頂工作量大；）鋪假頂工作量大；2）巷道維護(hù)較困難；）巷道維護(hù)較困難；3）掘進(jìn)巷道多；）掘進(jìn)巷道多；4）工作