采矿学-第十章倾斜分层下行垮落采煤法.ppt

第十章第十章    倾斜分层下行垮落采煤法倾斜分层下行垮落采煤法倾斜分层倾斜分层—将厚煤层分成若干与煤层层面相将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层，然后逐层开采平行的分层，然后逐层开采回采顺序：回采顺序：下行式下行式—— 先采顶分层，依次按下先采顶分层，依次按下行顺序回采各分层，垮落法管理顶板，称倾行顺序回采各分层，垮落法管理顶板，称倾斜分层下行垮落采煤法斜分层下行垮落采煤法分层同采：分层同采：在同一区段范围内，上、下分层在同一区段范围内，上、下分层工作面错开一定距离同时采煤，称：工作面错开一定距离同时采煤，称：““分层分层同采同采”” 分层分采分层分采 ：：在同一区段范围内，采完一个分在同一区段范围内，采完一个分层后再采下一个分层称层后再采下一个分层称““分层分采分层分采” ” 第一节第一节 倾斜分层走向长壁采煤法巷道布置倾斜分层走向长壁采煤法巷道布置及参数及参数 一、分层同采的采区巷道布置一、分层同采的采区巷道布置条件：厚煤层，分三层，赋存稳定，条件：厚煤层，分三层，赋存稳定，        低沼气矿；低沼气矿；沿倾斜划为沿倾斜划为3 3   5 5个区段个区段倾斜分层走向长壁采煤法倾斜分层走向长壁采煤法分层厚度：普采一般分层厚度：普采一般2m2m，，最大最大2.4m2.4m综采综采一般一般3m,3m,最大最大3.5m3.5m分分层层同同采采巷巷道道布布置置1、、巷道名称巷道名称2 2、巷道布置特点、巷道布置特点 2、、巷道布置特点巷道布置特点: •阶段运输大巷阶段运输大巷 (1)和和 回风大巷回风大巷 (2) 均布置在距煤层均布置在距煤层15   20m的底板岩石中。

的底板岩石中 •各分层采用集中（共用）上山、集中（共用）区段各分层采用集中（共用）上山、集中（共用）区段平巷平巷  联合布置方式之一联合布置方式之一 •集中上山集中上山轨上（轨上（5 5）和运上（）和运上（4 4）均布置在距煤层）均布置在距煤层15m 15m 左右的底板岩石中，左右的底板岩石中，错距：错距：≮2m≮2m位置：运位置：运““上上””在下，轨在下，轨““上上””在上在上 巷巷道道布布置置特特点点•区段区段集中运输巷（集中运输巷（1010）布置在距煤层）布置在距煤层8 8 10m10m的的底板岩石中底板岩石中•区段集中轨巷（区段集中轨巷（9 9）提前在下区段顶分层回风）提前在下区段顶分层回风巷位置开掘，超前（巷位置开掘，超前（1010）掘进，为（）掘进，为（1010）定向巷道布置特点巷道布置特点 •从（从（9）每隔）每隔200m左右左右开（开（11）沟通各分层沟通各分层最后一个（最后一个（11）距采区边界约）距采区边界约200m•集中区段平巷与分层平巷间联系集中区段平巷与分层平巷间联系（（10）） —（（12 ）） —沟通各分层机巷沟通各分层机巷（（14、、20））（（9）） —  （（11））—  沟通各分层机巷沟通各分层机巷（（14、、20））从最后一个（从最后一个（12）反向掘（）反向掘（14）至采区边界）至采区边界从最后一个（从最后一个（13）反向掘（）反向掘（15）至采区边界）至采区边界3、顶分层采面回采巷道、顶分层采面回采巷道顶分层（顶分层（14）、（）、（15）超）超前采面两个（前采面两个（12）掘进。

掘进14））——  开切眼开切眼——（（15）顶分层工作面顶分层工作面4、、I 区段采煤区段采煤i、、利用总回风巷（利用总回风巷（2）作为轨道集中巷，每隔）作为轨道集中巷，每隔200m左左右开掘区段回风小石门（右开掘区段回风小石门（13）沟通各分层风巷如）沟通各分层风巷如采用采区小风井，则另开集中岩石巷）采用采区小风井，则另开集中岩石巷）iiii、、从（从（1010）每隔）每隔200 200   400m 400m （（一台刮板运输机有一台刮板运输机有效铺设长度，当用胶带机时，联络眼间距可扩大到效铺设长度，当用胶带机时，联络眼间距可扩大到400m400m））掘溜煤眼（掘溜煤眼（1212）沟通各分层机巷，最后一个）沟通各分层机巷，最后一个（（1212）距采区边界约）距采区边界约200m200m 5、、分层同采时集中分层同采时集中轨道巷（轨道巷（9）作用）作用•服务于各（顶、中、底）分层之辅助运输服务于各（顶、中、底）分层之辅助运输•探清煤层走向变化，为（探清煤层走向变化，为（1010）定向；）定向；•满足顶分层超前平巷施工定向和泄水；满足顶分层超前平巷施工定向和泄水； • 利用（利用（9 9）掘二、三分层超前运输机巷，）掘二、三分层超前运输机巷，   掘进煤掘进煤由（由（1212））—(1010）运出；）运出； 物料物料由（由（9 9））—（（1111）。

采掘无干挠采掘无干挠•缩短区段准备时间，利于接替缩短区段准备时间，利于接替6、联络眼（、联络眼（11）的开掘方法）的开掘方法问题：问题：  顶分层与中、底分层的联络眼间距相同否顶分层与中、底分层的联络眼间距相同否？间距相同？间距相同 — 如何布置？如何布置？i、、 顶分层顶分层 —— (11)沿煤层顶板开掘，每沿煤层顶板开掘，每200m   一一个，沟通（个，沟通（14））iiii、、 二、三分层二、三分层 ——（（1111）下口不动，上段向下）下口不动，上段向下卧底，形成斜巷，分别沟通二、三分层机巷（超前卧底，形成斜巷，分别沟通二、三分层机巷（超前平巷），形成系统平巷），形成系统 分分层层同同采采7、、第二区段开采第二区段开采      第一区段采完后：第一区段采完后：（（9）作为下区段顶分层回风巷，）作为下区段顶分层回风巷，（（10）作为集中轨巷作为集中轨巷更换运输设备更换运输设备 8、、区段集中巷与上山间联络区段集中巷与上山间联络 （（10））—— （（18））——  运上（运上（4）） （（9））—— （（7））——  轨上（轨上（5））可知：分层同采，必须有可知：分层同采，必须有 ：：共用区段集中机巷；共用区段集中机巷；共用区段集中轨巷。

共用区段集中轨巷 （二）巷道掘进和工作面接替（二）巷道掘进和工作面接替1 1、生产中，随分层工作面推进，继续掘上分、生产中，随分层工作面推进，继续掘上分层超前运输和回风平巷，超前距保持两个溜层超前运输和回风平巷，超前距保持两个溜煤眼与之相通煤眼与之相通 巷道掘进和工作面接替巷道掘进和工作面接替2 2、中分层准备、中分层准备   （（1））   上分层工作面采过第一个溜煤眼之后，上分层工作面采过第一个溜煤眼之后，再准备中分层再准备中分层自（自（9 9））—（（1111）在假顶下，反向掘（）在假顶下，反向掘（2020）开）开切眼，自切眼，自（（2 2）） — （（1313）） —（（2121））巷道掘进巷道掘进中分层采时，准备底分层中分层采时，准备底分层第一区段底分层采完之前，要准备第二区第一区段底分层采完之前，要准备第二区段顶分层段顶分层二二、、分分层层同同采采评评价价1 1、优点：、优点：1 1）上下分层同采，增产潜力大，区段内集）上下分层同采，增产潜力大，区段内集中生产；中生产；2 2）缩短了准备时间，利于接替；）缩短了准备时间，利于接替；3 3）分层回采巷道超前掘进，维护长度及时）分层回采巷道超前掘进，维护长度及时间短，维护费用低；间短，维护费用低； 4）集中巷集中运煤，系统集中简单，占用）集中巷集中运煤，系统集中简单，占用设备少；设备少；5）利于假顶防腐和防止煤的自燃发火。

利于假顶防腐和防止煤的自燃发火分层同采评价：分层同采评价：2 2、缺点、缺点1 1））岩石工程量大岩石工程量大（设区段集中平巷及联络巷）（设区段集中平巷及联络巷）2 2）生产系统复杂生产系统复杂3 3）单工作面能力不易发挥单工作面能力不易发挥4 4）初期准备时间长初期准备时间长三、分层同采的适用条件：三、分层同采的适用条件：•随着机械化水平提高，综采放顶煤出现，以随着机械化水平提高，综采放顶煤出现，以及非放顶煤单层工作面生产能力加大，支护及非放顶煤单层工作面生产能力加大，支护条件改善，分层同采的优点已逐渐弱化，缺条件改善，分层同采的优点已逐渐弱化，缺点（点（岩石工程量大、生产系统复杂岩石工程量大、生产系统复杂）已日趋）已日趋明显，分层同采渐少用明显，分层同采渐少用•技术发展趋势：技术发展趋势：（（1）多采用分层分采；）多采用分层分采；（（2））“放顶煤放顶煤”（（3）大采高）大采高四、分层同采的参数四、分层同采的参数1、倾斜分层厚度：、倾斜分层厚度：分层厚度：分层厚度： 普采一般普采一般2m2m，，最大最大2.4m2.4m 综采一般综采一般3m,3m,最大最大3.5m3.5m 2、、工作面长度：工作面长度：150 200m；；3、、分层同采的合理错距：以覆岩稳定为原分层同采的合理错距：以覆岩稳定为原则，则，3～～4个月后。

个月后五、分层分采的采区巷道布置五、分层分采的采区巷道布置分层分层分采分采时，时，不设不设区段区段集中集中平巷第二节第二节  倾斜分层长壁采煤法采煤工艺特点倾斜分层长壁采煤法采煤工艺特点一、顶分层回采工艺特点一、顶分层回采工艺特点 顶分层增加了为下分层铺设人工假顶或形成顶分层增加了为下分层铺设人工假顶或形成再生顶板的工作再生顶板的工作            顶板顶板 — 煤层原生顶板煤层原生顶板顶分层采煤工作面顶分层采煤工作面 — | —工艺同中厚煤层工艺工艺同中厚煤层工艺            底板底板—  煤层（二分层）煤层（二分层）  铺假顶或形成再铺假顶或形成再生顶板（下分层用）生顶板（下分层用）1 1、人工假顶、人工假顶1)1)竹笆、荆笆假顶竹笆、荆笆假顶 竹笆：竹笆：宽宽0.7 0.7   1.0m 1.0m，，长长2.2 2.2   2.4m 2.4m，，竹竹片或细竹用铁丝编成片或细竹用铁丝编成荆笆：荆笆：宽宽0.9   1.0m，，长长2.2   2.4m，，用细用细铁丝编成铁丝编成 底梁：底梁：半圆木或厚木板半圆木或厚木板 竹笆、荆笆假顶铺设：竹笆、荆笆假顶铺设：铺设：铺设：底梁与煤壁呈底梁与煤壁呈45   60°布置，将竹笆放在底布置，将竹笆放在底梁上，每片间搭接，梁上，每片间搭接，用铁丝联好。

腐朽期用铁丝联好腐朽期为为6   8月垮落矸石胶结性能好垮落矸石胶结性能好时可不铺底梁时可不铺底梁2）金属网假顶）金属网假顶 金属网假顶一般用金属网假顶一般用12   14#镀锌铁丝编织而成镀锌铁丝编织而成网边用网边用8  10#铁丝编成网孔铁丝编成网孔20  25mm网孔形状：正方形（经纬网）、菱形、蜂窝形网孔形状：正方形（经纬网）、菱形、蜂窝形菱形网：承力好，延展性好，寿命长，广泛应菱形网：承力好，延展性好，寿命长，广泛应用 3）塑料网假顶）塑料网假顶塑料网假顶：塑料网假顶：聚丙稀树脂制成的塑料编织而成聚丙稀树脂制成的塑料编织而成规格：网带宽规格：网带宽13   16mm，，5   6m 0.9m或或2.0 0.9mm，，网孔网孔15mm塑料网：无毒、无味，阻燃，抗静电，重量轻，塑料网：无毒、无味，阻燃，抗静电，重量轻，柔性大，耐腐蚀等柔性大，耐腐蚀等强度高，寿命长；抗剪性能差；强度高，寿命长；抗剪性能差；延展性大延展性大，易，易形成网兜形成网兜4））人工假顶人工假顶铺设方法铺设方法 ：：•铺顶网铺顶网                                •铺底网铺底网 q手工手工q机械机械铺顶网优点：铺顶网优点： •利于改善工作面顶板管理。

铺一次网可利于改善工作面顶板管理铺一次网可为上、下分层服务刚割过煤后，及时为上、下分层服务刚割过煤后，及时移架铺网，及时支护移架铺网，及时支护 •提高煤质提高煤质 •提高煤炭采出率采面浮煤在金属网下，提高煤炭采出率采面浮煤在金属网下，采下分层时，一并采出采下分层时，一并采出 •简化采煤工艺，提高效率简化采煤工艺，提高效率 2 2、再生顶板、再生顶板 煤层的顶板为页岩或含泥质成份较高的岩层，煤层的顶板为页岩或含泥质成份较高的岩层，冒落后注水或注泥浆，在上覆岩层重压下能冒落后注水或注泥浆，在上覆岩层重压下能形成再生顶板一般形成再生顶板一般4   6个月胶结形成个月胶结形成 二、假顶下回采工艺特点二、假顶下回采工艺特点 1 1、假顶下支护及顶网管理、假顶下支护及顶网管理 假顶下回采，顶板是已垮落的碎石，基本假顶下回采，顶板是已垮落的碎石，基本顶周期来压不明显，顶板压力顶周期来压不明显，顶板压力 较顶分层小较顶分层小顶板管理的关键是护好破碎顶板顶板管理的关键是护好破碎顶板 假顶下回采工艺特点假顶下回采工艺特点 护好破碎顶板技术措施护好破碎顶板技术措施 ：： 1）浅截深采煤机；）浅截深采煤机；2）滚筒距网）滚筒距网   100mm；；3））及时支护；及时支护；4）普采面：）普采面：a、、采用正倒悬臂错梁直线柱布置；采用正倒悬臂错梁直线柱布置；b、、割煤后及时挂梁，支贴帮柱；割煤后及时挂梁，支贴帮柱；c、、 型钢梁护顶。

型钢梁护顶假顶下回采工艺特点假顶下回采工艺特点  型型钢钢梁梁护护顶顶5）） 综采面：综采面： 掩护式支架，或支撑掩护式支架掩护式支架，或支撑掩护式支架假顶下回采工艺特点假顶下回采工艺特点 2 2、、 假顶下的放顶工艺假顶下的放顶工艺单体支柱采面单体支柱采面 — 无密集放顶无密集放顶假顶下易拉斜歪支柱、推垮采面，必须设抬假顶下易拉斜歪支柱、推垮采面，必须设抬棚，或打斜撑柱戗柱）棚，或打斜撑柱戗柱）假顶下回采工艺特点假顶下回采工艺特点 三、分层开采的矿压显现特点三、分层开采的矿压显现特点 第一分层同单一长壁开采第一分层同单一长壁开采 以下分层：人工假顶、再生顶板、煤皮、夹矸以下分层：人工假顶、再生顶板、煤皮、夹矸顶板是已垮落的碎石，顶板管理困难顶板是已垮落的碎石，顶板管理困难回采巷道已受开采影响，开掘在假顶或煤体下，回采巷道已受开采影响，开掘在假顶或煤体下，维护困难维护困难分层开采的矿压显现特点分层开采的矿压显现特点基本顶来压显现减弱基本顶来压显现减弱工作面支柱载荷一般较小工作面支柱载荷一般较小工作面顶底板移近量加变大工作面顶底板移近量加变大采场容易出现网下漏垮或推垮型冒顶采场容易出现网下漏垮或推垮型冒顶巷道受多次开采影响，维护困难巷道受多次开采影响，维护困难三、评价三、评价优点：优点：1）有效解决中倾斜以下厚煤层开采时顶板）有效解决中倾斜以下厚煤层开采时顶板支护和采空区处理问题；顶分层以下各分层支护和采空区处理问题；顶分层以下各分层矿压显现缓和。

矿压显现缓和2）安全；）安全；3）采出率高采出率高缺点缺点1）铺假顶工作量大；）铺假顶工作量大；2）巷道维护较困难；）巷道维护较困难；3）掘进巷道多；）掘进巷道多；4）工作面接替较复杂；）工作面接替较复杂；3）生产组织管理工作较复杂；）生产组织管理工作较复杂；4）开采易自燃煤层，防自燃的难度大开采易自燃煤层，防自燃的难度大评价评价四、适用条件：四、适用条件：煤层顶板不太坚硬，易于垮落、直接顶有一煤层顶板不太坚硬，易于垮落、直接顶有一定厚度的缓、中倾斜厚煤层，且不能或不宜定厚度的缓、中倾斜厚煤层，且不能或不宜采用放顶煤开采采用放顶煤开采在上世纪在上世纪8080年代，倾斜分层开采的产量占到年代，倾斜分层开采的产量占到3030%以上1990年，分层开采的产量占到年，分层开采的产量占到28.1%目前占到目前占到15 20%六、问题（作业）（讨论）六、问题（作业）（讨论）厚煤层底板下方厚煤层底板下方20m处有一薄及中厚煤层，处有一薄及中厚煤层，该煤层和顶底板均稳定该煤层和顶底板均稳定1、设计分层分采的采区巷道布置方案、设计分层分采的采区巷道布置方案画图并附文字说明；画图并附文字说明；2、说明上、下区段过渡期如何独立通风，、说明上、下区段过渡期如何独立通风，（可设采区回风井）（可设采区回风井）围岩类别分类名称围岩松动圈 /cm支护机理及方法备注小松动圈I稳定围岩0～40喷混凝土支护围岩整体性好，不易风化的可不支护中松动圈Ⅱ较稳定围岩40～100锚杆悬吊理论，喷层局部支护局部锚杆支护Ⅲ一般围岩100～150锚杆悬吊理论，喷层局部支护刚性支护有局部破坏，采用可缩性支护大松动圈Ⅳ一般不稳定围岩(软岩)150～200锚杆组合拱理论，喷层、金属网局部支护刚性支护大面积破坏，采用可缩性支护Ⅴ不稳定围岩(较软围岩)200～300锚杆组合拱理论，喷层、金属网局部支护围岩变形有稳定期Ⅵ极不稳定围岩(极软围岩)>300组合拱理论联合支护围岩变形在一般支护下无稳定期。