煤层群开采顺序

1、0:4112 煤层群开采顺序煤层群开采顺序 主主 讲：刘建庄讲：刘建庄 浑宝炬教授浑宝炬教授研究方向：巷道围岩控制研究方向：巷道围岩控QQ：772594416河北理工大学河北理工大学-煤矿开采学煤矿开采学0:4112.1 缓斜及倾斜煤层群的开采顺序缓斜及倾斜煤层群的开采顺序一、下行式开采顺序一、下行式开采顺序 1.下行式开采顺序：下行式开采顺序：先采上先采上煤组或煤层，后煤组或煤层，后采下煤组或煤层。采下煤组或煤层。下行式下行式对下层影响不大，但要注意错距。当煤层间距较小时，上层煤开采对下层影响不大，但要注意错距。当煤层间距较小时，上层煤开采后形成的支承压力有可能传递

2、到下层煤中。后形成的支承压力有可能传递到下层煤中。2.原则：原则：要避免上层煤采空区冒落冲击的影响，上层煤开采时应尽量要避免上层煤采空区冒落冲击的影响，上层煤开采时应尽量不留或少留煤柱，下层煤避开应力增高区，也要避免下层采空波及不留或少留煤柱，下层煤避开应力增高区，也要避免下层采空波及上层工作面。上层工作面。 3.上、下层采面超前关系上、下层采面超前关系 n当上、下层间距较小，上、下采面应保持合理的超前关系，其最当上、下层间距较小，上、下采面应保持合理的超前关系，其最小距离小距离L为为 Lmin = M cot +（2025）+ b，（，（m） 0:41 Lmin = M cot +（2025

3、）+ b，（，（m） MMb2025mML12上、下层采面超前关系上、下层采面超前关系0:41n式中：式中：M 层间距，层间距，m；n 岩石移动角岩石移动角n（坚硬岩石为（坚硬岩石为60 75 ，软弱岩石为，软弱岩石为45 ）。）。 nb 上煤层采面最大控顶距，上煤层采面最大控顶距，m。n注：当注：当M = 0时，即上、下分层开采的合理间距：时，即上、下分层开采的合理间距：n再生顶板假顶，上下分层采面滞后时间至少再生顶板假顶，上下分层采面滞后时间至少4 6个月个月 MMb2025mML12上、下层采面超前关系上、下层采面超前关系0:41二、上行式开采顺序二、上行式开采顺序n下行开采有困难，层间

4、距较小，对上层煤的后续生产产生下行开采有困难，层间距较小，对上层煤的后续生产产生影响甚至不可采。影响甚至不可采。n（一）上行式开采的技术条件及判定方法（研究层间距）（一）上行式开采的技术条件及判定方法（研究层间距）n1.比值判别法比值判别法 当比值当比值k 7.5，下层煤开采一般不影响上层煤正常准备和回采，下层煤开采一般不影响上层煤正常准备和回采 当比值当比值k6.3时，可正常进行上行开采。时，可正常进行上行开采。1217.5 6.3111nHk kMkkk0:412.“三带三带”判别法判别法n垂直距离：垂直距离：H Hli时，上层整体移动，不破坏，可正常上行。时，上层整体移动，不破坏，可正常

5、上行。n时间：时间：下煤层开采岩层基本稳定后下煤层开采岩层基本稳定后n倾角、岩性及组合状态，影响三带动发育形式及程度。倾角、岩性及组合状态，影响三带动发育形式及程度。n缓斜煤层缓斜煤层Hm的计算按表的计算按表23-40:41缓斜煤层缓斜煤层Hm的计算的计算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覆岩岩性（单向抗压强度及主要岩石名称覆岩岩性（单向抗压强度及主要岩石名称）/MPa/MPa计算公式（计算公式（m m）坚硬（坚硬（40408080，石英砂岩、石灰岩、砂质，石英砂岩、石灰岩、砂质页岩、砾岩）页岩、砾岩）中硬（中硬（20204040，砂岩、泥质灰岩、砂质页，砂岩

6、、泥质灰岩、砂质页岩、页岩）岩、页岩）软弱（软弱（10102020，泥岩、泥质砂岩），泥岩、泥质砂岩）极软弱（极软弱（10Hxm）n取标高最大作为断裂带最大高度取标高最大作为断裂带最大高度Hlim1m2hHxm0:41近距离煤层群断裂带高度计算（近距离煤层群断裂带高度计算（hHxm）n上煤层正常计算，下煤层采用综合开采厚度上煤层正常计算，下煤层采用综合开采厚度1 21 2211 2122 ZZhMMMMMMym1m2hHxm0:413.围岩平衡法围岩平衡法n基本原理：采动稳定后，裂隙闭合，纵向剪切变形表现台基本原理：采动稳定后，裂隙闭合，纵向剪切变形表现台阶下沉错动，破坏煤层稳定性，影响上行开

7、采。阶下沉错动，破坏煤层稳定性，影响上行开采。n平衡岩层：回采过程中能形成不发生台阶错动的平衡岩层平衡岩层：回采过程中能形成不发生台阶错动的平衡岩层结构的岩层。结构的岩层。n关键层：采场上覆岩层中具有厚度大于采高而强度较高的关键层：采场上覆岩层中具有厚度大于采高而强度较高的岩层是控制采场上覆岩层移动的关键。岩层是控制采场上覆岩层移动的关键。n围岩平衡高度：下煤层顶板至平衡岩层顶板的高度。围岩平衡高度：下煤层顶板至平衡岩层顶板的高度。I0:41上行开采基本原则上行开采基本原则n当采场上覆岩层中有坚硬岩层时，上煤层应位于距下煤层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；

8、最近的平衡岩层之上；n当采场上覆岩层均为软岩时，上煤层应位于断裂带内；当采场上覆岩层均为软岩时，上煤层应位于断裂带内；n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；行；n上行开采必要的层间距上行开采必要的层间距H可按下式估算：可按下式估算：11MHhK0:41三、采动影响时空关系三、采动影响时空关系n下部边界影响区斜长下部边界影响区斜长n上部边界影响区斜长上部边界影响区斜长n走向边界影响范围走向边界影响范围001cotcotxlH002cotcotslH030cotcotzlH01LxLs02L0L1LL2L030L3L0H00:41

9、采场上覆岩层及地表移动的延续时间采场上覆岩层及地表移动的延续时间n初始期初始期n活跃期活跃期n衰退期衰退期n总移动期总移动期02 04 06 08 02 04 06 08 01 0 01 002 03 04 05 0 01 0 0 01234567891 01 21 2W ( t)V ( t)l ( t)1 .7 m m d- 1V /m m d- 1W /m ml /ml /m0:41采场上覆岩层及地表移动的延续时间采场上覆岩层及地表移动的延续时间n没有实测的采场上覆岩层的移动时间，可参照下述方没有实测的采场上覆岩层的移动时间，可参照下述方法估算：法估算：n当上、下煤层之间为坚硬岩层时当上、

10、下煤层之间为坚硬岩层时n当上、下煤层之间为中硬岩层时当上、下煤层之间为中硬岩层时n当上、下煤层之间为软弱岩层时当上、下煤层之间为软弱岩层时0.103()tk月0.083()tk月0.063()tk月/kHM 采深/采高0:41四、上行开采的技术措施及应用条件四、上行开采的技术措施及应用条件n一般措施：一般措施：下层开采稳定后采上层下层开采稳定后采上层层间距较小，采用无煤柱护巷层间距较小，采用无煤柱护巷合理布置开采边界合理布置开采边界避免在上煤层中开掘巷道避免在上煤层中开掘巷道0:41上行开采应用条件上行开采应用条件n（1）当上煤层顶板坚硬、煤质坚硬不易采出，周期来压强）当上煤层顶板坚硬、煤质坚

11、硬不易采出，周期来压强烈，或有冲击地压危险时；烈，或有冲击地压危险时；n（2）当上煤层含水量大，需要排除上煤层水患时；）当上煤层含水量大，需要排除上煤层水患时；n（3）当上煤层有煤与瓦斯突出危险，需要开采下保护层时；）当上煤层有煤与瓦斯突出危险，需要开采下保护层时；n（ 4 ）上部为劣质、薄及不稳定煤层，开采困难，长期达）上部为劣质、薄及不稳定煤层，开采困难，长期达不到矿井设计能力，需要上下煤层或厚薄煤层搭配开采时；不到矿井设计能力，需要上下煤层或厚薄煤层搭配开采时；n（5）建筑物、水体及铁路下采煤，需要先采下煤层，后采）建筑物、水体及铁路下采煤，需要先采下煤层，后采上煤层时；上煤层时；n（6

12、）开采火区或积水区下压煤，需要采用上行开采时；）开采火区或积水区下压煤，需要采用上行开采时；0:41上行开采应用条件上行开采应用条件n（7）上煤层开采困难，投资较多，下部煤层煤质优良，为）上煤层开采困难，投资较多，下部煤层煤质优良，为适应国民经济发展需要，需要采用上行开采时；适应国民经济发展需要，需要采用上行开采时；n（8）在某些地质和技术条件下，新建矿井采用下行与上行）在某些地质和技术条件下，新建矿井采用下行与上行开采相结合的方式，可减少初期巷道工程量、投资及建井开采相结合的方式，可减少初期巷道工程量、投资及建井时期，获得显著经济效益时；时期，获得显著经济效益时；n（9）复采采空区上部遗留的

13、煤炭资源时；）复采采空区上部遗留的煤炭资源时；n（10）需要解决前期浅部小井开采、后期深部大型矿井集）需要解决前期浅部小井开采、后期深部大型矿井集中开采的压茬关系可以采用上行开采。中开采的压茬关系可以采用上行开采。0:4112.2 急斜煤层群的开采顺序急斜煤层群的开采顺序n当煤层倾角大于底板岩层移动角，开采上部煤层会造成底当煤层倾角大于底板岩层移动角，开采上部煤层会造成底板移动，给相邻的下层煤开采带来困难。板移动，给相邻的下层煤开采带来困难。H2H1bhhb1sinsinsinhHb上行开采：2sinsinsin+hHb 下行开采：0:41急斜煤层技术措施急斜煤层技术措施n合理划分区段、适当立减小区段（阶段）垂高；合理划分区段