煤矿开采技术课件

1、煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件 煤层间、厚煤层分层间及煤组间先采标高低的煤层、煤层间、厚煤层分层间及煤组间先采标高低的煤层、分层或煤组，后采标高高的煤层、分层或煤组称为上分层或煤组，后采标高高的煤层、分层或煤组称为上行式开采顺序，反之，则称为下行式开采顺序。行式开采顺序，反之，则称为下行式开采顺序。 按下行式开采顺序是开采方法的一般技术原则，也按下行式开采顺序是开采方法的一般技术原则，也是生产矿井常用的开采方法，但在特殊地质和开采条是生产矿井常用的开采方法，但在特殊地质和开采条件下，上行式开采顺序在技术、经济或安全方面可能件下，上行式开采顺序在技术、经济或安全方面可能优于下行式开采顺序。优于

2、下行式开采顺序。 按先采的分层、煤层或煤组相对于未采的对应部分，按先采的分层、煤层或煤组相对于未采的对应部分，如图，上行式开采顺序可分为煤层间上行式开采、分如图，上行式开采顺序可分为煤层间上行式开采、分层间上行式开采和煤组间上行式开采层间上行式开采和煤组间上行式开采。煤矿开采技术课件图图1 厚煤层分层间、煤层间和煤组间上行式开采顺序厚煤层分层间、煤层间和煤组间上行式开采顺序(a)先采先采m2煤层，后采煤层，后采m1煤层，煤层间上行开采；煤层，煤层间上行开采；(b)先采第先采第3分层，而后采第分层，而后采第2分层，最后采第分层，最后采第1分层，分层间上行开采；分层，分层间上行开采；(c)先采第先

3、采第组煤层，后采第组煤层，后采第组煤层，煤组间上行式开采组煤层，煤组间上行式开采煤矿开采技术课件 在上行式开采顺序条件下，根据煤层开采后在上行式开采顺序条件下，根据煤层开采后采空区的处理方式，有厚煤层分层充填上行开采、采空区的处理方式，有厚煤层分层充填上行开采、厚煤层分层恒底式上行开采和煤层群垮落上行开厚煤层分层恒底式上行开采和煤层群垮落上行开采。用水砂充填采煤法分层开采厚煤层时，各分采。用水砂充填采煤法分层开采厚煤层时，各分层间要采用上行式开采顺序，只有这样，后采的层间要采用上行式开采顺序，只有这样，后采的各分层的顶板总是完整的实体煤，而不是松散的各分层的顶板总是完整的实体煤，而不是松散的充

4、填材料。充填材料。煤矿开采技术课件（一）波兰（一）波兰1当下部开采一个煤层时，采动影响倍数当下部开采一个煤层时，采动影响倍数k6时时,可以上行开采可以上行开采;当当k6时，不宜上行开采。时，不宜上行开采。2当下部开采多个煤层时，综合采动影响倍数当下部开采多个煤层时，综合采动影响倍数 ，成功进行，成功进行上行开采；当上行开采；当 时，上煤层不同程度破坏，采取技术措施，可上时，上煤层不同程度破坏，采取技术措施，可上行开采。行开采。3采用充填法上行开采时，采用充填法上行开采时， 可正常上行开采。可正常上行开采。4上下层开采间隔时间为上下层开采间隔时间为1年以上。年以上。mhk 362k52k9232

5、2k煤矿开采技术课件（二）前苏联（二）前苏联1.煤层时，下部采一个煤层时，煤层时，下部采一个煤层时，k10，成功进，成功进行上行开采；行上行开采；k10时，采取一定措施，可上行时，采取一定措施，可上行开采。开采。2. 煤层煤层45时，时，k8，可上行开采。，可上行开采。3. 开采煤层时，上、下层间隔时间为开采煤层时，上、下层间隔时间为3-12个月。个月。开采煤层时，上、下层间隔时间为开采煤层时，上、下层间隔时间为3-10个月。个月。煤矿开采技术课件二、煤层间垮落上行顺序采煤法二、煤层间垮落上行顺序采煤法（一）近水平、缓倾斜和中倾斜煤层煤层间垮落一）近水平、缓倾斜和中倾斜煤层煤层间垮落上行顺序采

6、煤的条件上行顺序采煤的条件 煤层相距较近时用垮落法处理采空区，先采下煤层后，煤层相距较近时用垮落法处理采空区，先采下煤层后，上煤层将随下煤层采空区上覆岩层垮落，遭受破坏，严重上煤层将随下煤层采空区上覆岩层垮落，遭受破坏，严重时上煤层无法开采。因此煤层间一般采用下行式开采顺序。时上煤层无法开采。因此煤层间一般采用下行式开采顺序。 在某些特定条件下，下行式开采顺序可能限制矿井生在某些特定条件下，下行式开采顺序可能限制矿井生产能力的增长和新建矿井的建设速度，增加巷道工程量和产能力的增长和新建矿井的建设速度，增加巷道工程量和维护量，在开采技术、经济效益和安全生产方面并不是最维护量，在开采技术、经济效益

7、和安全生产方面并不是最优的，而上行式开采顺序在特定条件下能够避免上述缺陷，优的，而上行式开采顺序在特定条件下能够避免上述缺陷，并有独特的作用。并有独特的作用。 煤矿开采技术课件 1、可以采用上行式采煤的条件、可以采用上行式采煤的条件 其先决条件是：先采下部的煤层不破坏上部煤层的其先决条件是：先采下部的煤层不破坏上部煤层的完整性和连续性，且能给矿井带来较大经济效益。完整性和连续性，且能给矿井带来较大经济效益。（1）上部煤层为劣质煤或薄煤层或不稳定煤层，开采）上部煤层为劣质煤或薄煤层或不稳定煤层，开采困难，下部煤层为厚煤层，上下煤层间距较大，开采困难，下部煤层为厚煤层，上下煤层间距较大，开采设备利

8、用率、经济效益和矿井达产期因开采顺序不同设备利用率、经济效益和矿井达产期因开采顺序不同而差别很大；而差别很大；（2）上部煤层开拓困难，需要巨额投资，下部煤层开）上部煤层开拓困难，需要巨额投资，下部煤层开拓容易，且上下煤层间距较大；拓容易，且上下煤层间距较大；（3）下部煤层为国家急需的煤种。）下部煤层为国家急需的煤种。煤矿开采技术课件2、采用上行式采煤的条件、采用上行式采煤的条件其先决条件是：在安全上和技术上是优越的。其先决条件是：在安全上和技术上是优越的。（1）需要采用上部煤层有冲击地压危险或有煤与瓦斯突出）需要采用上部煤层有冲击地压危险或有煤与瓦斯突出危险，下部煤层作为解放层开采。危险，下部

9、煤层作为解放层开采。（2）上部煤层含水丰富，先采下部煤层有利于疏水。）上部煤层含水丰富，先采下部煤层有利于疏水。（3）上部煤层的顶板为坚硬顶板，需要降低上部煤层顶板）上部煤层的顶板为坚硬顶板，需要降低上部煤层顶板的周期来压强度。的周期来压强度。（4）采用条带采煤法开采有一定层间距的多层煤层，为使）采用条带采煤法开采有一定层间距的多层煤层，为使保留条带不受重复开采影响。保留条带不受重复开采影响。（5）深矿井开采中，先采下煤层有利于实现矿井高产高效，）深矿井开采中，先采下煤层有利于实现矿井高产高效，有利于改善上煤层的巷道维护条件及经济技术指标。有利于改善上煤层的巷道维护条件及经济技术指标。（6）复

10、采采空区上部遗留的煤炭资源。）复采采空区上部遗留的煤炭资源。煤矿开采技术课件 采空区上部遗留煤炭资源的原因：采空区上部遗留煤炭资源的原因：地质勘探不详，在已采煤层上部又发现了可采煤层。地质勘探不详，在已采煤层上部又发现了可采煤层。设计时把薄及不稳定煤层划分为不可采煤层，生产过程中又设计时把薄及不稳定煤层划分为不可采煤层，生产过程中又发现可采，发现可采， 但已来不及布置采煤工作面，只好丢弃了上部煤层但已来不及布置采煤工作面，只好丢弃了上部煤层而采下部煤层。而采下部煤层。因生产任务及经济效益，必须先开采下部主采煤层，而主采因生产任务及经济效益，必须先开采下部主采煤层，而主采煤层与上部非主采煤层在空

11、间上的开采错距未拉开，只好注销煤层与上部非主采煤层在空间上的开采错距未拉开，只好注销上部非主采煤层的部分储量。上部非主采煤层的部分储量。因下行开采顺序与采区布署和生产能力之间产生矛盾，而丢因下行开采顺序与采区布署和生产能力之间产生矛盾，而丢弃了上部非主要煤层的部分储量。弃了上部非主要煤层的部分储量。煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件（二）影响煤层（群）上行开采的主要因素（二）影响煤层（群）上行开采的主要因素1、层间距、层间距 煤层（群）上行开采的生产实践及科学研究证明，足够煤层（群）上行开采的生产实践及科学研究证明，足够的层间距是上行开采的基本条件。上、下煤层的层间距（或的层间距是上行开采的基本

12、条件。上、下煤层的层间距（或h/m）越大，上覆煤层移动越平缓，倾斜、曲率等各种变形）越大，上覆煤层移动越平缓，倾斜、曲率等各种变形值越小，越有利于上行开采。反之，层间距（或值越小，越有利于上行开采。反之，层间距（或h/m）越小，）越小，上覆煤层变形愈剧烈，甚至出现台阶下沉。采场上覆岩层的上覆煤层变形愈剧烈，甚至出现台阶下沉。采场上覆岩层的垮落性破坏及台阶错动是影响上行开采的最大障碍。当上、垮落性破坏及台阶错动是影响上行开采的最大障碍。当上、下煤层的层间距大于下煤层的垮落带最大高度时，上煤层发下煤层的层间距大于下煤层的垮落带最大高度时，上煤层发生合阶错动的机率就小，采取一定技术措施，一般可以上行

13、生合阶错动的机率就小，采取一定技术措施，一般可以上行开采。开采。煤矿开采技术课件2、采高、采高 采高是影响上覆岩层破坏状况及其高度的根本因素。采高是影响上覆岩层破坏状况及其高度的根本因素。采高越大，采出的空间越高，采场上覆岩层结构可能获得采高越大，采出的空间越高，采场上覆岩层结构可能获得平衡的机率就越小，势必导致采场上覆岩层的严重破坏。平衡的机率就越小，势必导致采场上覆岩层的严重破坏。一般采高越大，上煤层的下沉越大，各种变形值也增大。一般采高越大，上煤层的下沉越大，各种变形值也增大。开采单一煤层及厚煤层第一分层时，垮落带及断裂带高度开采单一煤层及厚煤层第一分层时，垮落带及断裂带高度与采高基本上

14、成正比关系。在分层开采厚煤层时，垮落带与采高基本上成正比关系。在分层开采厚煤层时，垮落带及断裂带高度与累计采高成分式函数关系。当分层数增加及断裂带高度与累计采高成分式函数关系。当分层数增加时，此两带高度趋于稳定并略有下降。时，此两带高度趋于稳定并略有下降。煤矿开采技术课件3、采煤方法、采煤方法 采煤方法是控制覆岩破坏高度的重要因素。如前所采煤方法是控制覆岩破坏高度的重要因素。如前所述，厚煤层分层开采可以使垮落带和断裂带的发育高述，厚煤层分层开采可以使垮落带和断裂带的发育高度有所降低。这是由于重复采动时，已被破坏的上覆度有所降低。这是由于重复采动时，已被破坏的上覆岩层的力学性质进一步软化。这时，

15、采空区的空间主岩层的力学性质进一步软化。这时，采空区的空间主要由上覆岩层的整体弯曲来充填。因而，地表或覆岩要由上覆岩层的整体弯曲来充填。因而，地表或覆岩下沉量大、下沉速度快及波及地表或覆岩的时间短。下沉量大、下沉速度快及波及地表或覆岩的时间短。 采煤方法中，其顶板管理方式决定着覆岩破坏的采煤方法中，其顶板管理方式决定着覆岩破坏的空间形态和高度。全部垮落法管理顶板时，采场上覆空间形态和高度。全部垮落法管理顶板时，采场上覆岩层一般都形成岩层一般都形成“三带三带”。而采用充填法管理顶板时，。而采用充填法管理顶板时，一般只引起覆岩的开裂性破坏，顶板下沉量要比全部一般只引起覆岩的开裂性破坏，顶板下沉量要

16、比全部垮落法小；顶板下沉量随采高而变化。垮落法小；顶板下沉量随采高而变化。 煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件4、岩性及层间结构、岩性及层间结构 岩石力学性质及层间结构影响覆岩破坏的高度。岩石力学性质及层间结构影响覆岩破坏的高度。当顶板岩石硬度较高时，垮落带和断裂带的发育较高。当顶板岩石硬度较高时，垮落带和断裂带的发育较高。在垮落过程中标，顶板下沉量较小，采空区空间高，在垮落过程中标，顶板下沉量较小，采空区空间高，垮落过程较充分。垮落过程较充分。因此，岩层主要以断块充填采空因此，岩层主要以断块充填采空区。当顶板岩石强度较低时，在垮落过程中，覆岩下区。当顶板岩石强度较低时，在垮落过程中，覆岩下沉量

17、较大，采空区高度不断缩小，垮落过程发育不充沉量较大，采空区高度不断缩小，垮落过程发育不充分，主要以岩层弯曲充填采空区。因此，垮落带及断分，主要以岩层弯曲充填采空区。因此，垮落带及断裂带发育较低。裂带发育较低。 煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件5、煤层倾角、煤层倾角 煤层倾角主要影响采场上覆岩层破坏的空间形态。煤层倾角主要影响采场上覆岩层破坏的空间形态。缓倾斜煤层，采场顶板岩层冒落后就地堆积。在采空区边界，缓倾斜煤层，采场顶板岩层冒落后就地堆积。在采空区边界，由于煤柱支撑，剪切应力大，因此，垮落带及断裂带发育较由于煤柱支撑，剪切应力大，因此，垮落带及断裂带发育较中部高。中部高。倾斜煤层，随倾角增

18、大，采场顶板岩层垮落后会沿煤层底板倾斜煤层，随倾角增大，采场顶板岩层垮落后会沿煤层底板向下滚动。煤层倾斜下方的顶板受矸石充填，垮落不充分，向下滚动。煤层倾斜下方的顶板受矸石充填，垮落不充分，而倾斜上方的岩层失去垮落矸石的支承，岩层垮落充分。因而倾斜上方的岩层失去垮落矸石的支承，岩层垮落充分。因此，垮落带和断裂隙的不对称，倾斜上方高，倾斜下方低。此，垮落带和断裂隙的不对称，倾斜上方高，倾斜下方低。急倾斜煤层，采空区垮落矸石下滑，上部岩层垮落更充分，急倾斜煤层，采空区垮落矸石下滑，上部岩层垮落更充分，垮落带及断裂带的分布形态明显更向上部边界发展。同时，垮落带及断裂带的分布形态明显更向上部边界发展。

19、同时，媒层底板亦可发生滑脱来充填采空区。媒层底板亦可发生滑脱来充填采空区。煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件（三）近水平、缓倾斜和中倾斜（三）近水平、缓倾斜和中倾斜煤层煤层间垮落上行顺序开采的煤层煤层间垮落上行顺序开采的判别方法判别方法 上下煤层之间的层间距和下位煤层的上下煤层之间的层间距和下位煤层的采厚是影响上行顺序开采的主要技术因素，采厚是影响上行顺序开采的主要技术因素，煤层间或煤层群间能否采用上行式开采的煤层间或煤层群间能否采用上行式开采的各种判别方法都是围绕层间距和采厚进行各种判别方法都是围绕层间距和采厚进行的。的。煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件 我国垮落上行顺序开采的生产实践和研究证

20、明，当我国垮落上行顺序开采的生产实践和研究证明，当比值比值k 7.5时，先采下位时，先采下位m2煤层后，在上位煤层后，在上位m1煤层中煤层中可以进行正常采掘活动。可以进行正常采掘活动。图图6-7 两层煤层上行顺序两层煤层上行顺序煤矿开采技术课件2）多层煤间的判别）多层煤间的判别有有n+1层煤层，层煤层，m1煤层之下有煤层之下有n层煤，当先采下部层煤，当先采下部n层煤时，用层煤时，用综合比值综合比值kz判别，如图判别，如图6-8和（和（6-2）式。）式。（6-2） 式中式中 kz综合比值；综合比值； h1、h2.hnm2、m3、mn+1煤层分别与煤层分别与m1煤层的距离，煤层的距离，m； m2、

21、m3mn+1分别为分别为m 2、m 3 m n+1煤层的厚度，煤层的厚度，m。 我国垮落上行顺序开采的生产实践和研究表明，当综合比值我国垮落上行顺序开采的生产实践和研究表明，当综合比值kz 6.3时，时，m1煤层之下的煤层之下的n层煤层先采后，在层煤层先采后，在m1煤层中可以进行正常采掘活动。煤层中可以进行正常采掘活动。煤矿开采技术课件2、“三带三带”判别法判别法1）三带判别法的基本观点）三带判别法的基本观点 当上位煤层位于下位煤层开采引起的垮落带之内时，上位煤层的结构当上位煤层位于下位煤层开采引起的垮落带之内时，上位煤层的结构遭到严重破坏，下位煤层先采后上位煤层无法开采；遭到严重破坏，下位煤

22、层先采后上位煤层无法开采； 当上位煤层位于下位煤层开采引起的断裂带之内时，上位煤层的结构当上位煤层位于下位煤层开采引起的断裂带之内时，上位煤层的结构只发生中等程度破坏，下位煤层开采后，采取一定技术和安全措施，上位只发生中等程度破坏，下位煤层开采后，采取一定技术和安全措施，上位煤层可以开采；煤层可以开采； 当上位煤层位于下位煤层开采引起的断裂带之外时，上位煤层只产生当上位煤层位于下位煤层开采引起的断裂带之外时，上位煤层只产生整体移动，结构不受破坏，下位煤层开采后，上位煤层可以正常开采。整体移动，结构不受破坏，下位煤层开采后，上位煤层可以正常开采。2）垮落带和断裂带高度计算）垮落带和断裂带高度计算

23、 对应于不同的岩性，下位煤层开采后，上覆岩层中形成的垮落带和断对应于不同的岩性，下位煤层开采后，上覆岩层中形成的垮落带和断裂带高度的计算可用表裂带高度的计算可用表1、表、表2给出的公式计算。给出的公式计算。 煤矿开采技术课件表表1厚煤层分层开采时垮落带高度计算公式厚煤层分层开采时垮落带高度计算公式5 . 2161 . 2100mm2 . 2197 . 4100mm5 . 1322 . 6100mm2 . 1630 . 7100mm注：注：累计采厚，单层采厚累计采厚，单层采厚1-3m，累计采厚不超过，累计采厚不超过15m，号项为中误差。号项为中误差。煤矿开采技术课件表表2厚煤层分层开采时导水断裂

24、带高度计算公式厚煤层分层开采时导水断裂带高度计算公式table 2. the formula of the height of the fracture zone in thick slicing seams9 . 80 . 22 . 1100mm6 . 56 . 36 . 1100mm0 . 40 . 51 . 3100mm0 . 30 . 80 . 5100mm1030mhd1020mhd510mhd注：注：累计采厚；公式应用范围：单层采厚累计采厚；公式应用范围：单层采厚1-3m，累计采厚不超过，累计采厚不超过15m。煤矿开采技术课件3、围岩平衡法、围岩平衡法 上行开采破坏了采场上覆岩上行

25、开采破坏了采场上覆岩(煤煤)层的原层的原始应力平衡状态，必然引起上覆岩始应力平衡状态，必然引起上覆岩(煤煤)层层的横向及纵向变形与破坏。上覆岩的横向及纵向变形与破坏。上覆岩(煤煤)层层的横向及纵向离层变形产生大量采动裂隙，的横向及纵向离层变形产生大量采动裂隙，破坏煤层，但随时间延长，采动裂隙会重破坏煤层，但随时间延长，采动裂隙会重新闭合压实；而纵向剪切变形则表现为煤新闭合压实；而纵向剪切变形则表现为煤层发生台阶错动，破坏煤层整体性，后者层发生台阶错动，破坏煤层整体性，后者是影响上行开采的最大障碍。是影响上行开采的最大障碍。 煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件图图6-9 采场上覆岩体分区采场上覆岩

26、体分区i垮落带；垮落带；ii断裂带；断裂带；iii弯曲下沉带弯曲下沉带 煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件 在回采过程中，能够形成不发生台阶错动的在回采过程中，能够形成不发生台阶错动的平衡岩层结构的岩层称为平衡岩层。从下煤层顶板平衡岩层结构的岩层称为平衡岩层。从下煤层顶板至平衡岩层顶板的高度叫围岩平衡高度至平衡岩层顶板的高度叫围岩平衡高度 其上行开采的基本准则是：其上行开采的基本准则是： 当采场上覆岩层中有坚硬岩层时，上煤层应位于距当采场上覆岩层中有坚硬岩层时，上煤层应位于距下煤层最近的平衡岩层之上；当采场上覆岩层均为下煤层最近的平衡岩层之上；当采场上覆岩层均为软岩层时，上煤层应位于断裂带内；上

27、煤层的开采软岩层时，上煤层应位于断裂带内；上煤层的开采应在下煤层开采引起的岩层移动稳定之后进行；上应在下煤层开采引起的岩层移动稳定之后进行；上行开采必要的层间距行开采必要的层间距h可按（可按（6-3）式估算：）式估算：煤矿开采技术课件式中，式中，m下煤层采高，下煤层采高，m； kl岩石碎胀系数，岩石碎胀系数，k1=1.10115; h平衡岩层本身厚度，按岩平衡岩层本身厚度，按岩(煤煤)层柱状图确定。层柱状图确定。煤矿开采技术课件（四）采动影响的空间关系（四）采动影响的空间关系 图图6-10是用典型曲线法表示的采场上覆岩（煤）是用典型曲线法表示的采场上覆岩（煤）层移动盆地的特点。层移动盆地的特点

28、。图图6-10 采场上覆岩采场上覆岩(煤煤)层移动盆地特点层移动盆地特点（a）沿煤层走向；沿煤层走向；(b) 沿煤层倾向沿煤层倾向煤矿开采技术课件由图由图6-10（a）可知，下部边界影响区斜长）可知，下部边界影响区斜长lx为：为： （6-4） 上部边界影响区斜长上部边界影响区斜长ls为为: （6-5）沿走向可分为始采边界影响区、最大下沉区及停采边沿走向可分为始采边界影响区、最大下沉区及停采边界影响区。始采边界和停采边界影响范围大致相同。界影响区。始采边界和停采边界影响范围大致相同。煤矿开采技术课件由图由图6-10（b）可知，走向边界影响区范围）可知，走向边界影响区范围lz=l3+l ，即：，即

29、：lz=h0(cot3+cot 0) （6-6） （6-4） （6-6）式中）式中 h0上下煤层间距，上下煤层间距，m； 煤层倾角，煤层倾角，()； 0、 0、 0 下部、上部、走向边界角，下部、上部、走向边界角，()；l、2、3 下部、上部、走向充分采动角，下部、上部、走向充分采动角，()。 边界角及充分采动角可根据覆岩性质按表边界角及充分采动角可根据覆岩性质按表6-1中的中的参数选取。显然，下部、上部及边界影响区应力应变参数选取。显然，下部、上部及边界影响区应力应变最大，当煤层间距较近时，对上工作面布置及生产有最大，当煤层间距较近时，对上工作面布置及生产有一定影响。一定影响。煤矿开采技术课

30、件表表6-1 按覆岩性质区分的典型曲线法待定参数（按覆岩性质区分的典型曲线法待定参数（ 15 ）煤矿开采技术课件 采场上覆岩层及地表移动的延续时间应根据采场上覆岩层及地表移动的延续时间应根据最大下沉点的下沉量与时间关系曲线和下沉速最大下沉点的下沉量与时间关系曲线和下沉速度曲线求得。图度曲线求得。图4表示实测的孔庄矿上行开采的表示实测的孔庄矿上行开采的采动影响时间采动影响时间空间关系。我国上行开采实空间关系。我国上行开采实践证明，上下煤层开采的间隔时间也可按下式践证明，上下煤层开采的间隔时间也可按下式经验估算经验估算2： t=0.10k+3（月）（月）煤矿开采技术课件（五）急倾斜煤层上行顺序开采

31、（五）急倾斜煤层上行顺序开采如图如图6-11，在急倾斜煤层中采用上行顺序开采时，上下煤层的层，在急倾斜煤层中采用上行顺序开采时，上下煤层的层间距间距h还应满足（还应满足（6-7）式。）式。式中式中 h 上下煤层之间的层间距，上下煤层之间的层间距，m；h区段或阶段垂高，区段或阶段垂高，m； 煤层倾角，度；煤层倾角，度； 顶板岩层移动角，度。顶板岩层移动角，度。在煤层间距一定的条件下，可由（在煤层间距一定的条件下，可由（6-7）式）式确定区段或阶段垂高，才不致因采下煤层确定区段或阶段垂高，才不致因采下煤层涉及到上煤层涉及到上煤层 sinh=(h- b sin) sin(+ )图图6-11 急倾斜煤

32、层上行开采的层间急倾斜煤层上行开采的层间距计算距计算煤矿开采技术课件（六）垮落上行顺序开采注意的问题（六）垮落上行顺序开采注意的问题 （1）上煤层开采应在下煤层开采引起的岩层移动稳）上煤层开采应在下煤层开采引起的岩层移动稳定后进行，上煤层开始采煤的时间应滞后于下煤层采动定后进行，上煤层开始采煤的时间应滞后于下煤层采动影响的时间。影响的时间。 （2）避免在下煤层之上的岩层中或煤层中先开掘巷）避免在下煤层之上的岩层中或煤层中先开掘巷道，否则，先掘出的巷道可能受开采影响改变方向和坡道，否则，先掘出的巷道可能受开采影响改变方向和坡度，甚至变形破坏。度，甚至变形破坏。对于下煤层之上已有的巷道，应根据重要

33、性和层间距，对于下煤层之上已有的巷道，应根据重要性和层间距，在下煤层开采前适当加固。在下煤层开采前适当加固。 （3）在层间距较近的条件下，下煤层中开采应采）在层间距较近的条件下，下煤层中开采应采用无煤柱开采技术，否则，残留的煤柱将影响到上煤层用无煤柱开采技术，否则，残留的煤柱将影响到上煤层的正常作业。的正常作业。煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件 厚煤层分层恒底式上行顺序采煤法是将厚煤层分层恒底式上行顺序采煤法是将厚煤层划分为相当于中厚煤层的若干分层，厚煤层划分为相当于中厚煤层的若干分层，各分层工作面依次沿煤层底板布置，以上各分层工作面依次沿煤层底板布置，以上面分层垮落后的煤作为顶板，第一分层工

34、面分层垮落后的煤作为顶板，第一分层工作面回柱放顶或移架后，上覆煤层垮落下作面回柱放顶或移架后，上覆煤层垮落下沉，经注水压实，重新胶结后成为具有一沉，经注水压实，重新胶结后成为具有一定稳定性和强度的再生煤体。定稳定性和强度的再生煤体。煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件 恒底式各分层长壁工作面相对位置关系如恒底式各分层长壁工作面相对位置关系如图图6-26-2，恒底式各分层长壁工作面煤岩垮落情，恒底式各分层长壁工作面煤岩垮落情况如图况如图6-36-3。图图6-2 恒底式各分层长壁工作面相对位置关系恒底式各分层长壁工作面相对位置关系煤矿开采技术课件 图图6-3 恒底式各分层长壁工作面煤岩垮落情况恒底式各

35、分层长壁工作面煤岩垮落情况（a）采第一分层；（采第一分层；（b）采第二分层；（采第二分层；（c）采第三分层采第三分层 1运输平巷；运输平巷；2回风平巷回风平巷煤矿开采技术课件（一）恒底式采煤法在矿井中的应用（一）恒底式采煤法在矿井中的应用1、河南巩县上庄煤矿恒底式上行采煤、河南巩县上庄煤矿恒底式上行采煤 上庄煤矿是我国采用恒底式采煤法最早的矿上庄煤矿是我国采用恒底式采煤法最早的矿井，该矿开采的二井，该矿开采的二1煤层厚煤层厚5 31m，赋存不稳定，赋存不稳定，煤质松软，呈粉末状，遇水后粘结，顶板起伏煤质松软，呈粉末状，遇水后粘结，顶板起伏不平，软弱破碎，采用下行垮落法开采时，煤不平，软弱破碎，

36、采用下行垮落法开采时，煤壁片帮严重，冒顶事故多，顶板管理困难。壁片帮严重，冒顶事故多，顶板管理困难。 煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件图图6-4 回采巷道布置回采巷道布置1轨道上山；轨道上山；2运输上山；运输上山；3区段运输平巷；区段运输平巷；4区段回风平巷区段回风平巷（a）区段内上下分层同采；（区段内上下分层同采；（b）上下区段同采上下区段同采煤矿开采技术课件 第一分层采用炮采工艺，其余各分层均采用手镐第一分层采用炮采工艺，其余各分层均采用手镐落煤，人工装煤，分段作业。工作面长落煤，人工装煤，分段作业。工作面长70 80 m，分，分层采高层采高2 m，采用，采用sgw-22型刮板输送机，型刮

37、板输送机，hzwa-2000型金属支柱及型金属支柱及hdja-1000型铰接顶梁支护，荆型铰接顶梁支护，荆笆背顶，支架采用齐梁直线柱倒悬臂布置，柱距笆背顶，支架采用齐梁直线柱倒悬臂布置，柱距0.5 m，排距，排距1 m。 为加速破碎煤体胶结，在回柱放顶时对采空区进为加速破碎煤体胶结，在回柱放顶时对采空区进行注水。行注水。煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件图图6-5 回采巷道布置回采巷道布置1，2，3 一、二和三分层工作面运输平巷；一、二和三分层工作面运输平巷；4，5，6 一、二和三分层工作面回风平巷；一、二和三分层工作面回风平巷；7，8，9 一、二和三分层工作面开切眼；一、二和三

38、分层工作面开切眼；（a）沿倾向剖面；（沿倾向剖面；（b）工作面开切眼；工作面开切眼；（c）工作面停采线工作面停采线 荆各庄煤矿恒底荆各庄煤矿恒底式采煤法，回采巷式采煤法，回采巷道布置如图道布置如图6-5，第，第一分层以后的各分一分层以后的各分层回采巷道均外错层回采巷道均外错半巷，开切眼均布半巷，开切眼均布置在实体煤中，相置在实体煤中，相邻开切眼间距为邻开切眼间距为16 m，第一分层工作面，第一分层工作面停采线距上山停采线距上山40 m，其余各分层工作面其余各分层工作面停采线内错停采线内错8 10 m。煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件 3、枣庄山家林煤矿恒底式上行采煤、枣庄山家林

39、煤矿恒底式上行采煤 山家林煤矿所采的山家林煤矿所采的2#煤层厚煤层厚5.5m，倾角为，倾角为11 15，节理发育，顶板为中细粒长石、石英砂岩，节理发育，顶板为中细粒长石、石英砂岩，硅质和钙质胶结，平均厚硅质和钙质胶结，平均厚4.2m，采用倾斜分层下行，采用倾斜分层下行垮落采煤法时，由于顶板是厚层坚硬砂岩，顶分层经垮落采煤法时，由于顶板是厚层坚硬砂岩，顶分层经常出现大面积悬顶，顶板垮落块度大，即使铺设竹笆常出现大面积悬顶，顶板垮落块度大，即使铺设竹笆假顶，灌注泥浆，经上覆岩层挤压，短时间也难以胶假顶，灌注泥浆，经上覆岩层挤压，短时间也难以胶结形成再生顶板。开采中分层时，顶板极难控制，大结形成再生

40、顶板。开采中分层时，顶板极难控制，大块矸石错动，造成采场局部矿压显现增大，再加上周块矸石错动，造成采场局部矿压显现增大，再加上周期来压影响，经常发生冒顶，严重威胁工作面正常生期来压影响，经常发生冒顶，严重威胁工作面正常生产。产。煤矿开采技术课件图图6-6 回采巷道布置回采巷道布置1，3顶分层，顶分层， 底分层工作面运输平巷；底分层工作面运输平巷；2，4顶分层，顶分层，底分层工作面回风平巷；底分层工作面回风平巷；5联络斜巷；联络斜巷；6区段岩石集中巷区段岩石集中巷 山家林煤矿根据上中下各分层工作面的矿压显山家林煤矿根据上中下各分层工作面的矿压显现特征，试验成功先沿顶板开采上分层，接下来沿现特征，

41、试验成功先沿顶板开采上分层，接下来沿底板开采底分层，最后再沿底板回采中分层的恒底底板开采底分层，最后再沿底板回采中分层的恒底式分层长壁垮落采煤法，回采巷道布置如图式分层长壁垮落采煤法，回采巷道布置如图6-6。煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件 在沿煤层底板采底分层时，因矸石及中分层在沿煤层底板采底分层时，因矸石及中分层煤体的缓冲作用，工作面周期来压显现减弱，很煤体的缓冲作用，工作面周期来压显现减弱，很少出现煤壁片帮现象，沿煤层底板采中分层时，少出现煤壁片帮现象，沿煤层底板采中分层时，由于上覆岩层受水浸润，逐渐变软，并破碎为由于上覆岩层受水浸润，逐渐变软，并破碎为100 200mm

42、的岩块，在上覆岩层重力重新作用的岩块，在上覆岩层重力重新作用下逐渐胶结压实，形成较稳定的再生顶板，顶板下逐渐胶结压实，形成较稳定的再生顶板，顶板压力变小，煤壁无片帮现象。压力变小，煤壁无片帮现象。 山家林煤矿认为：在坚硬顶板条件下采用恒山家林煤矿认为：在坚硬顶板条件下采用恒底式采煤法有利于顶板管理和安全生产，有利于底式采煤法有利于顶板管理和安全生产，有利于实现机械化采煤，有利于回采巷道的掘进和维护，实现机械化采煤，有利于回采巷道的掘进和维护，与下行垮落采煤法相比，可获得显著的经济效益。与下行垮落采煤法相比，可获得显著的经济效益。煤矿开采技术课件煤矿开采技术课件（3）沿煤层底板采煤，实质上是增加了工作面）沿煤层底板采