第十一章倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法

第十一章倾斜分层下行垮落采煤法11.1根本概念11.2倾斜分层走向长壁采煤法巷道布置及参数11.3倾斜分层长壁采煤法采煤系统分析11.4倾斜分层长壁采煤法采煤工艺特点11.4倾斜分层长壁采煤法评价2023/12/27111.1根本概念11.1倾斜分层下行垮落采煤法根本概念倾斜分层——将厚煤层分成假设干与煤层层面相平行的分层，然后逐层开采。倾斜分层下行垮落采煤法——先采顶分层，依次下行回采各分层，垮落法管理顶板的采煤方法。分层同采——在同一区段范围内，上、下分层任务面错开一定间隔同时采煤，称为“分层同采〞。分层分采——在同一区段范围内，采完一个分层后再采下一个分层称“分层分采〞或“大扒皮〞。2023/12/27211.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.1分层同采的采区巷道布置煤层条件：厚煤层，分三层，赋存稳定，低沼气矿；沿倾斜划为35个区段。分层厚度：普采普通2m，最大2.4m；综采普通3m,最大3.5m。2023/12/273倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法分层同采采区巷道布置2023/12/27411.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.1分层同采的采区巷道布置1〕巷道称号1—岩石运输大巷；2—岩石回风大巷；3—采区下部车场；4—运输上山；5—轨道上山；6—采区上部车场；7—甩车场；8—区段回风石门；9—区段轨道集中巷；10—区段运输集中平巷；11—联络斜巷；12—溜煤眼；13—回风小石门；14—上分层运输平巷；15—上分层回风平巷；16—采区变电所；17—绞车房；18—区段溜煤眼；19—采区煤仓；20—中分层运输平巷；21—中分层回风平巷；22—行人联络巷2〕巷道布置特点阶段运输大巷(1)和回风大巷(2)均布置在距煤层1520m的底板岩石中。各分层采用集中〔共用〕上山、集中〔共用〕区段平巷。2023/12/27511.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.1分层同采的采区巷道布置2〕巷道布置特点集中上山轨道上山〔5〕和运输上山〔4〕均布置在距煤层±15m的底板岩石中，且在层位上错距≮2m〔即运“上〞在下，轨“上〞在上〕。集中运输巷〔10〕布置在距煤层810m的底板岩石中。区段集中轨巷〔9〕提早在下区段顶分层回风巷位置开掘，超前区段运输集中平巷〔10〕掘进，为〔10〕定向。从区段轨道集中平巷〔9〕每隔200m左右开联络斜巷〔11〕沟通各分层。最后一个〔11〕距采区边境约200m。

2023/12/27611.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.1分层同采的采区巷道布置2〕巷道布置特点集中区段平巷与分层平巷间联络区段集中平巷(10)—溜煤眼(12)—沟通各分层运输平巷〔14、20〕；区段轨道集中平巷(9)—联络斜巷(11)—沟通各分层运输巷(14、20)；从最后一个溜煤眼〔12〕反向掘上分层运输平巷〔14〕至采区边境；从最后一个回风小石门〔13〕反向掘上分层回风平巷〔15〕至采区边境。2023/12/27711.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.1分层同采的采区巷道布置3〕I区段采煤i、利用总回风巷〔2〕作为轨道集中巷，每隔200m左右开掘区段回风小石门〔13〕沟通各分层风巷。〔如采用采区小风井，那么另开集中岩石巷〕。ii、从区段运输集中平巷〔10〕每隔200400m〔一台刮板运输机有效铺设长度，当用胶带机时，联络眼间距可扩展到400m〕掘溜煤眼〔12〕沟通各分层机巷，最后一个〔12〕距采区边境约200m。2023/12/27811.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.1分层同采的采区巷道布置4〕分层同采时集中轨道巷〔9〕作用效力于各〔顶、中、底〕分层之辅助运输。探清煤层走向变化，为区段运输集中平巷〔10〕定向；满足顶分层超前平巷施工定向和泄水；利用〔9〕掘二、三分层超前运输机巷〔掘进煤由〔12〕—(10〕运出；物料由〔9〕—〔11〕运输。〕。缩短区段预备时间，利于接替。2023/12/27911.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.1分层同采的采区巷道布置5〕联络眼〔11〕的开掘方法i、顶分层—(11)沿煤层顶板开掘，每200m一个，沟通〔14〕二、三分层—〔11〕下口不动，上段向下卧底，构成斜巷，分别沟通二、三分层机巷〔超前平巷〕，构成系统。2023/12/271011.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.2第二区段开采第一区段采完后，上区段轨道集中平巷〔9〕作为下区段顶分层回风巷；上区段运输集中平巷〔10〕作为下区段集中轨道巷，改换运输设备，进展第二区段开采。2023/12/271111.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.3消费系统运煤系统——在任务面和分层运输平巷内铺设刮板保送机，在区段运输集中平巷和运输上山内安设吊挂式胶带保送机。道路为：分层任务面→分层区段超前运输平巷14〔或20〕→溜煤眼12→区段运输集中平巷10→区段溜煤眼18→运输上山4→采区煤仓19→大巷装车外运。资料运输系统任务面所需资料运输道路：资料和设备自采区下部车场3→轨道上山5→上部车场6→回风大巷2→回风小石门13→区段超前回风平巷15→送至分层任务面。2023/12/271211.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.3消费系统资料运输系统区段分层超前运输平巷14和20掘进时所需的资料，自轨道上山5→中部车场7→轨道集中平巷9→联络斜巷11运至掘进任务面。通风系统新颖风流由运输大巷1→下部车场3→轨道上山5→中部车场7→运输集中平巷10和轨道集中平巷9→联络斜巷11〔有两个溜煤眼12与分层运输平巷14相通，其中一个溜煤眼可进风〕→分层运输平巷14〔或20〕→采煤任务面。污风由采煤任务面→分层回风平巷15〔或21〕→回风小石门13→至回风大巷2排入大气。2023/12/271311.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.4分层同采评价优点实行上下分层同采，增产潜力大，能集中消费；为超前回采任务面推进分层平巷和多头掘进提供了条件，缩短了预备时间，利于接替；第二分层以下的区段运输平巷均布置在上分层采空区下，矿压小，易维护。由于各分层超前掘进，维护长度及时间短，维护费用低；各分层均可出煤，利用集中运输巷运煤，系统集中简单，占用设备少，管理集中；利于假顶防腐和防止煤的自燃发火。2023/12/271411.2倾斜分层下行垮落采煤法分层同采巷道

布置及参数11.2.4分层同采评价缺陷岩石工程量大〔设区段集中平巷及联络巷〕。消费系统复杂。第同采任务面才干不易发扬。初期预备时间长。开展趋势随着机械化程度提高，综采放顶煤出现，以及非放顶煤单层任务面消费才干加大，支护条件改善，分层同采的优点已逐渐弱化，缺陷〔岩石工程量大、消费系统复杂〕已日趋明显，分层同采已少用，多采用分层分采。2023/12/271511.3采煤系统分析11.3.1区段分层平巷的布置1〕倾斜式布置——这种布置方式中各分层平巷是按25°～35°角呈斜坡式布置,普通适用于倾角小于15°～20°的煤层。分为内错式和外错式。内错式—将下分层平巷置于上分层平巷内侧,即处于上分层采空区下方,构成正梯形的区段煤柱。各分层平巷内错半个至一个巷道宽度。优点：下分层处于上分层应力降低区，比较容易维护，沿假顶掘进，方向容易掌握。缺陷：区段煤柱越到下面越大，任务面越短。2023/12/271611.3采煤系统分析外错式—将下分层平巷置于上分层平巷外侧,处于上分层煤柱的下面，构成倒梯形的区段煤柱。缺陷：下分层巷道处于固定支承压力范围内，维护困难，并且在下分层任务面的上下出口处没有人工假顶，采煤和支护均较困难。这种方式上部分分层的区段煤柱尺寸大，而愈到下部分层，任务面长度那么愈长。故这种分层外错式布置采用较少。2023/12/271711.3采煤系统分析2〕程度式布置——各分层平巷布置在同一程度高度上，区段煤柱呈平行四边形。优点：对于资料运输，行人和通风都比教方便，分层运输平巷处于上分层采空区下面，压力小，易于维护，缺陷：分层回风平巷正益处于区段煤柱下，遭到固定支承压力的作用，维护比较困难。顺应性：对于区段煤柱尺寸，应留意使上下区段分层平巷间的垂距不小于5m，因此普通用于倾角大于20°～25°的煤层，否那么区段煤柱太大。2023/12/271811.3采煤系统分析2〕垂直式布置——各分层平巷铅垂方向呈重叠式布置，区段煤柱呈尽是矩形。优点：可减少区段煤柱尺寸，分层平巷受支承压力的影响也较小，易于维护。同时，下分层平巷沿上分层平巷铺设的假顶掘进，容易掌握方向。顺应性：这种布置方式在煤城倾角小于8°～10°，特别是在近程度厚煤层条件下。2023/12/271911.3采煤系统分析11.3.2区段集中平巷的布置区段集中平巷的布置方式有两种：一煤一岩集中巷布置和“机轨合一〞集中巷布置。1〕一煤一岩集中巷布置方式区段轨道集中平巷普通沿煤层顶板挂腰线掘进，它不但用作上区段各分层采煤任务面进风，行人，排水，以及为分层超前运输平巷掘进头运送资料，它还可以作为下区段分层的回风平巷。在上区段任务面回采期间，为使轨道集中平巷不致被回采构成的支承压力压垮，在上区段分层平巷与轨道集中平巷之间必需留设宽度足够的煤柱。2023/12/272011.3采煤系统分析11.3.2区段集中平巷的布置1〕一煤一岩集中巷布置方式区段轨道集中平巷普通沿煤层顶板挂腰线掘进，它不但用作上区段各分层采煤任务面进风，行人，排水，以及为分层超前运输平巷掘进头运送资料，它还可以作为下区段分层的回风平巷。在上区段任务面回采期间，为使轨道集中平巷不致被回采构成的支承压力压垮，在上区段分层平巷与轨道集中平巷之间必需留设宽度足够的煤柱。区段运输集中平巷内，往往安装有运输才干较大的吊挂式胶带保送机，为该区段一切的分层任务面效力。采完上区段后，及时撤除胶带保送机并铺设轨道，作为下区段回风集中平巷。2023/12/272111.3采煤系统分析2〕“机轨合一〞的集中巷布置方式——将区段轨道集中平巷及运输集中平巷合并为一条巷道，通常布置在底板岩层中。优点：省去了一条区段集中平巷和部分联络石门，掘进和维护工程量较少，假设将巷道选在适当的位置，可以免受采动影响，便于维护。缺陷：巷道的跨度和断面较大；因掘进时没有煤巷定向巷道层位不好控制，掘进施工比较困难进度较慢；运煤和运料在同一巷道内，管理复杂；在集中平巷与区段溜煤眼即采区中部车场结合处，设备和线路的布置比较复杂，需合理处理保送机与轨道的平面交叉问题。适用于：煤质松软，底板岩层较稳定，涌水量不大，采掘机械化较高的情况。2023/12/2722“机轨合一〞区段集中平巷1-机轨合一区段岩石运输集中平巷；2-分层超前运输平巷；3-机〔溜槽〕轨合一联络斜巷；4-采煤任务面；5-溜煤眼2023/12/272311.3采煤系统分析11.3.3区段岩石集中平巷的位置根据上部煤层开采后，底板岩层内应力重新分布，区段集中平巷应置于应力升高区之外，通常巷道的合理位置应符合两个要求：巷道与煤层底板之间的垂直间隔h应不小于一定的数值。应将想代布置在压力传送影响角φ以外。根据我国一些矿区的阅历，最小的h值普通为8～12m，影响角视煤层倾角和底板岩性，介于25°～55°之间。2023/12/272411.3采煤系统分析11.3.4分层平巷与集中平巷间的联络方式分层平巷与集中平巷间的联络方式普通有石门、斜巷、立眼三种：在倾角适宜的缓斜厚煤层中，最好在区段运输平巷处采用斜巷〔溜煤眼〕联络，倾角为30°～35°左右，实现煤炭重力运输，区段回风平巷尽能够用石门联络，此时区段分层运输平巷采用倾斜布置，回风平巷采用程度布置。煤层的倾角较大，区段分层运输和回风平巷程度布置时，可采用石门与溜眼相结合的方式联络分层运输平巷与集中平巷，采用石门联络分层回风平巷与集中平巷的布置。2023/12/272511.3采煤系统分析11.3.4分层平巷与集中平巷间的联络方式当煤层倾角较小，分层运输和回风平巷均为倾斜式布置时，可采用倾斜溜煤重力运煤，采用石门和斜巷相结合的方式联络分层回风平巷与集中平巷。当煤层倾角很小或为近程度、分层平巷为垂直布置时，采用溜煤眼重力运煤，而运送资料、设备及行人仍采用斜巷联络。2023/12/272611.3采煤系统分析11.3.5上下分层同采时采煤任务面的合理错距通常下分层采煤任务面滞后时间不少于三四个月；直接顶厚度较小而老顶非常巩固时，由于老顶周期来压较剧烈，上下分层任务面的开采应间隔较长的时间和间隔；假设直接顶厚底较大且松软易冒，而老顶又不非常巩固时，可适当缩短错距和间隔时间；至于第二分层以下个分层任务面的错距，由于上覆岩层是已松散的岩体，易于稳定，其错距也可适当缩短；当运用再生顶板时，由于再生顶板的构成通常需求半年到一年以上的时间，故上下任务面的错距更大，实践上往往只能分层逐次回采。2023/12/272711.3采煤系统分析11.3.6无区段集中平巷的布置无区段集中平巷的布置即分层分采的巷道布置方式。分层分采的特点是每一分层的区段平巷都是单独预备的，没有共用的区段集中平巷。分层平巷不是利用集中平巷随采煤任务面超前掘进，而是当上一分层采完并待顶板垮落根本稳定厚，在假顶下面一次沿全长掘出下一分平巷。优点：预备及消费系统简单，取消了岩石区段集中平巷及联络巷等岩石工程，有利于减少掘进率和加快掘进速度，同时有利于构成再生顶板。2023/12/272811.3采煤系统分析缺陷不能实现同区段内上下分层同采，开采强度低，区段和任务面的增产潜力小。为减少采动对分层巷道的影响，上下相邻区段的采煤任务面也难以接替，当采区内有两个以上采煤任务面时，就会导致多区段同采，消费分散。各区段平巷均沿全长一次掘出，维护长度大，维护时间长，维护费用高。同区段上下分层的回采间隔时间长，假顶能够腐烂，对下分层采煤任务面顶板管理不利。近几年随着综采工艺的推行，以及防灭火技术的开展，无区段集中平巷的分层分采方式得到较大的开展。2023/12/272911.3采煤系统分析11.3.7跨上山回采时的巷道布置当采区上山布置在底板岩层中时，上部煤层中的采煤任务面可以跨越上山回采，使上山处于采空区下方的应力降低区内。应留意几点：上山布置在与上部煤层的法线间隔普通应大于10m。当上山两翼均布置有后退式任务面时，跨采的任务面必需在另一翼的任务面还远离上山时就跨越上山，以免采区上山同时遭到两侧采动的影响，。跨采任务面跨越上山后的停采线与上山间的程度间隔，普通应大与20米跨上山回采时应不留设区段煤柱，否那么采区上山将遭到很大的固定支承压力的作用，难以维护。2023/12/2730无区段岩石集中巷时的跨采任务面消费系统1—岩石运输大巷；2—岩石回风大巷；3—下部车场；4—运输上山；5—轨道上山；6—上部车场；7—中部车场；8—下区段顶分层回风巷；9，15—分层运输巷；10—联络巷；11—第二分层任务面开切眼；12，13—分层回风巷；14—第一分层跨采任务面；16—边境轨道上山；17—边境运输上山；18—绞车房；19—采区煤仓；20—行人联络斜巷；21—区段回风石门；22—溜煤眼；23—采区变电所2023/12/273111.3采煤系统分析11.3.7跨上山回采时的巷道布置跨上山回采优点：有利于改善上山的围岩形状，使上山长期处于应力降低区内，便于维护，并可加大任务面的走向推进长度。综采面采用跨上山回采方式，加大延续推进间隔，可减少搬迁次数及搬迁费用，充分发扬综采设备的效率跨上山开采有利于实现无煤柱开采，提高煤炭采出率，减少煤炭自然发火的危险。2023/12/273211.3采煤系统分析11.3.7无煤柱护巷时的巷道布置上下区段分层平巷间普通都留有护巷煤柱，起到隔离采空区的作用。但厚煤层中留煤柱，不仅煤损大，且留下自然发火的隐患。无煤柱护巷——区段间不留煤柱，采用沿空掘巷或沿空留巷，沿着上区段采空区边缘掘进下区段的分层平巷，或保管上区段的运输巷用做下去短的分层回风巷。沿空留巷缺陷：受上下区段分层任务面的多次采动影响，维护非常困难，成分较高。适用于：薄和中厚煤层，厚煤层的上分层。2023/12/273311.3采煤系统分析沿空掘巷普通是恢复上区段的溜煤斜巷，各分层再依次沿空掘巷，当溜煤斜巷难以恢复时，那么按下区段分层回风巷的位置另掘新的联络巷。适用于：顶板中等稳定及以下的缓斜煤层。2023/12/273411.4倾斜分层长壁采煤法采煤工艺特点11.4.1顶分层采煤工艺特点顶分层采煤任务面的顶板时煤层的原生顶板，其采煤工艺与中厚煤层长壁采煤法根本一样，只是添加了要为下部分层铺设假顶或构成再生顶板的任务。〔一〕人工假顶1〕竹笆、荆笆假顶竹笆宽0.71.0m，长2.22.4m，竹片或细竹用铁丝编成。荆笆宽0.91.0m，长2.22.4m，用细铁丝编成。底梁半圆木，或厚木板。2023/12/273511.4倾斜分层长壁采煤法采煤工艺特点竹〔荆〕笆假顶的铺设铺设：底梁与煤壁呈45°60°布置，将竹笆放在底梁上，每片间搭接，用铁丝联好。腐朽期为68月。垮落矸石胶结性能好时可不铺底梁1—低梁；2—笆片；3—小笆片；4—保送机；5—柱鞋；6—支柱2023/12/273611.4倾斜分层长壁采煤法采煤工艺特点11.4.1顶分层采煤工艺特点2〕金属网假顶——金属网假顶普通用1214#镀锌铁丝编织而成。网边用810#铁丝编成。网孔2025mm。网孔外形：正方形〔经纬网〕、菱形、蜂窝形。菱形网：承力好，延展性好，寿命长，广泛运用。金属网网孔外形2023/12/273711.4倾斜分层长壁采煤法采煤工艺特点11.4.1顶分层采煤工艺特点3〕塑料网假顶——聚丙稀树脂制成的塑料编织而成。规格网带宽1316mm，56m0.9m或2.00.9mm，网孔15mm。优点：无毒、无味，阻燃，抗静电，分量轻，柔性大，耐腐蚀，强度高，寿命长；缺陷：抗剪性能差；延展性大，易构成网兜。