煤层群的开采顺序

煤矿开采学电子教案资源与环境工程学院宁建国采矿工程系2006年10月第十二章煤层群的开采顺序第一节缓斜及倾斜煤层群的开采顺序第二节急斜煤层群的开采顺序开采煤层群时,各煤层的开采顺序有下行式和上行式两种。下行式开采顺序—先采上煤层（组）后采下煤层（组）上行式开采顺序—先采下煤层（组）后采上煤层（组）合理的煤层开采顺序应该是：1）考虑煤层采动影响关系的前提下，保证开采水平、采区、采煤工作面的正常接替，2）保证矿井持续稳产高产，减少煤损；3）减少巷道掘进及维护工程量，4）安全可靠。•第一节煤层群的开采顺序开采缓斜及倾斜煤层群时，通常采用下行式开采顺序。当煤层间距较近时，上层煤采后围岩和煤柱内所产生的支承压力有可能传递到下煤层而产生应力增高区。注意以下问题：1）上煤层开采时应尽量不留煤柱或少留煤柱，或使下煤层的巷道布置在上煤层煤柱之外，躲开应力增高区2）上下煤层的同采工作面错距不易过小，不要使下煤层回采后顶板岩石移动，波及上煤层的回采工作面b21δHXminLmmH—煤层间距，m；δ—岩层移动角，坚硬岩石为600~700，软弱岩石为450~550；L—上下煤层安全距离，一般不小于20~25m；b—上部煤层采煤工作面的最大控顶距，m。一、上行式开采的技术条件及判别方法上下煤层层间距大小是影响上行开采的主要技术因素之一，确定安全合理的上行开采的层间距。1、比值判别法当下部开采一个煤层时MHK式中：H—上下煤层之间的垂距，m；M—下煤层的采高，m。当比值K7.5时，先采下部煤层一般可以不影响上煤层的准备和回采。当下部开采多个煤层时，用综合比值K’来判别，即：nKKKK1...11121211MHK211MHK式中：211MHK下山开采2、盘区上下山开采panelmininginriseanddip盘区上、下山开采—近水平煤层（）的大巷一般布置于井田中部。上山盘区risepanel—按煤层倾斜趋向，开采水平之上的盘区panelabovemininglevelaccordingtoseampitch下山盘区down-dippanel—按煤层倾斜趋向，开采水平之下的盘区用开采水平大巷既采上山盘区，又采下山盘区(panelbelowmininglevelaccordingtoseampitch,。)u上山盘区risepanelu下山盘区down-dippanelu石门盘区crosscutpanel（石门作为盘区的主要运输巷道crosscutusedtomainhaulageentryofpanel）3、上、下山带区开采stripmininginriseordip上、下山带区开采stripmininginriseordip—用开采水平大巷既采上山带区，又采下山带区usingleveldrifttoextractbothrisestripanddipstrip。上山带区striprise—开采水平大巷以上的带区extractingstripaboveleveldrift。下山带区stripdip—开采水平大巷以下的带区extractingstripdownleveldrift。（三）按区内巷道布置及开采部署classificationaccordingtoroadwaylayoutandminingsequenceu单翼采区或盘区unilateralextractionorpanel采区或盘区的主要巷道（上山、下山或石门）布置于采区或盘区一翼themainentry(rise,diporcrosscut)islocatedinoneorotherlimbofdistrictorpanel。u双翼采区或盘区doubleextractionorpanel采区或盘区的主要巷道（上山、下山或石门）布置于采区或盘区中部themainentry(rise,diporcrosscut)islocatedinthemiddleofdistrictorpanel。u跨多上山采区districtacrossoversomerisesorpanelacrossoversomecrosscuts跨多上山采区districtacrossoversomerises跨多上山采区特点characteristicofdistrictacrossoversomerises：1）上山一般布置于煤层底板岩石中riseislocatedinrockstratumoftheseamfloor；2）上山间距：500~1000m（一部胶带机长度）risespacing500~1000m(thelengthofabeltconveyor)；3）回采工作面连续跨多个上山连续推进，以减少工作面搬迁。—用于地质构造简单的地段。4）初期工程量大，占用设备多。适用：连续推进几组上山要视地质开采条件确定，条件好，可以在井田一翼连续推进。目前应用的多是跨前上山连续推进的准备方式，如前图。（四）按煤层群开采时的联系u单层准备u联合准备单层准备—各煤层独立布置自己的准备巷道，生产系统相互独立。联合准备—几个煤层共用一套准备巷道及生产系统，准备巷道一般为几个煤层共用，集中成为一个采区。联合准备：•集中上山联合准备（共用上山）和区段集中平巷联合准备（共用区段平巷），一般情况下后者包括了前者。•煤层群相邻分带组成带区时，其分带准备，同样也可有分带单层准备和分带集中斜巷联合准备。（五）准备方式分类准备方式上山分带下山分带分带式相邻分带带区下山采区石门盘区上山采区盘区式采区式双翼采区单翼采区多分带带区准备联合布置准备单层上山盘区下山盘区跨多上(下)山采区双翼单翼跨多石门盘区盘区盘区布置第二节采区式准备煤层群开采时,由开采水平大巷每隔一定距离(采区长度)开掘采区石门,为各煤层服务,根据各煤层的间距不同,采区式准备分为:煤层群单层准备,多煤层联合准备,煤层群分组集中采区联合准备方式第二节采区式准备（preparationindistrict）一、煤层群单层采区准备方式1、特点：1）采区石门贯穿的各煤层均独立布置采区上山、装车站和车场，按煤层各自布置采区，采区石门贯穿若干个采区。3）单一薄及中厚煤层采区准备主要解决的问题：合理确定采区走向长度；沿煤层合理布置上山；合理划分区段，选择采区车场形式等。对于单一厚煤层，除上述内容外，还要合理确定采区上山的层位，煤层上山，岩层上山。2、应用：层间距较远的单一薄、中厚和厚煤层煤层群单层采区准备237m1m715,685,64921-运输大巷；2-回风大巷；3-采区运输石门；4-采区回风石门；5-运煤上山；6-轨道上山；7-采区煤仓；8-区段运输平巷；9-区段回风平巷煤层群单层采区准备二、煤层群采区联合布置准备方式1、采区集中上山联合布置•条件：M12.0mM24.5m，层间距较小。1514974856101721II•1-运输大巷；2-回风大巷；4-运输上山；5-轨道上山；6中部车场；7-上部车场；8-采区回风石门；9-区段运输石门；10-区段轨道石门；14-溜煤眼；15-采区煤仓；17-联络小石门。mm31154141011916131282512II121-运输大巷；2-回风大巷；3-采区下部车场；4-运输上山；5-轨道上山；6-中部车场；7-上部车场；8-采区回风石门；9-区段运输石门；10-区段轨道石门；11-m1区段运输平巷；12-m1区段回风平巷，13-m2区段岩石集中运输平巷；14-溜煤眼；15-采区煤仓；16-联络斜巷；17-联络小石门。II1511121314974856101221上煤层—区段平巷单独布置、单一走向长壁采煤法。生产系统:1513149161474856101721II下煤层—布置区段集中巷，分层同采，倾斜分层下行垮落采煤法。•生产系统上、下煤层共用一组上山。下煤层各分层共用区段集中平巷。4141m2m31151012II13951682采准工作:大巷1→开掘采区下部车场3→向上开掘采区岩石集中运输上山4→采区集中轨道上山→与回风大巷2相连形成通风系统→在1区段上部开掘采区回风石门8→在1区段下部开掘区段运输石门9与区段轨道石门10,分别与上层煤贯通→在上煤层开掘区段运输平巷11和区段回风平巷至采区边界开掘开切眼,形成工作面即可进行回采.掘进过程中同时开掘中部车场6,上部车场7及采区各硐室4141m2m31151012II13951682运煤系统:上层煤工作面采出的煤→区段运输平巷11→区段运输石门9→溜煤眼14→采区运输上山4→采区煤仓15→大巷1运至井底运料系统:材料设备由大巷→轨道上山5→采区上部车场7→采区石门8→轨道平巷12→工作面通风系统:新鲜风流由大巷1→采区轨道上山5→区段轨道石门10→上煤层下区段轨道平巷12’→由联络巷至区段运输平巷11→冲洗工作面后由区段回风平巷12→采区回风石门8→回风大巷2排出.111212’上、下区段同采过渡期通风系统13181m二区段1216121062m一区段174522、煤层群分组集中采区联合准备方式特点：1）按层间距不同，分为若干组；2）每组煤层采用集中联合准备；3）采区石门贯穿若干独立采区。适用：分组间距70m。煤层群分组集中采区联合准备83910795,61181071245,61）按层间距不同，分为若干组；2）每组煤层集中联合准备采区；3）采区石门贯穿若干独立采区。适用：分组间距70m。三、缓倾斜、倾斜煤层采区准备方式适用条件主要因素:煤层间距,技术装备1、煤层间距小于2030m—各煤层可采用共用（集中）上山的联合准备。2、煤层间距小于1015m—共用（集中）上山、共用区段集中平巷。（60年，普采经验）3、分组集中（联合）布置采区—适用条件：组间距70m集中（联合）布置特点：1）在采区内可适当布置较多的工作面同时生产,有利于提高采区生产能力,减少矿井同时生产采区数目,生产集中,可减少辅助生产环节、设备和人员，提高劳动生产率；2）共用一组集中上山，减少了上山数目，维护费少；共用一条区段集中平巷，改善了巷道维护条件，3）联合准备时的集中上山和集中平巷，可布置在比较坚固稳定的岩层中，易于保证巷道规格质量，便于采用、安装、运转高效能的运输设备；4）采出率高，煤损少；5）岩巷工程量大，初期工程量大，准备时间长，管理水平高。4、技术发展趋势趋势—单层化准备方式，少开岩巷，多开煤巷。特点：1）综采单产高，不需多面同时生产；2）综采推进速度快，要求准备快，少开岩巷；3）巷道维护技术发展较快，一些煤巷维护困难问题已逐步解决；4）综采运输能力大，平巷采用可伸缩胶带运输机，输送能力大，铺设距离长。六、急斜煤层采区式准备的特点根据开采急倾斜煤层群矿井的经验:对于煤层数目较多,层间距不大(50~60m),工作面单产低;采区生产能力较大(大于25~30万t/a),采用岩石轨道上山与煤层上山相结合的联合准备方式是比较适宜的。第三节盘区准备方式（panel）concept：盘区—近水平煤层的采区。近水平煤层—的煤层。近水平煤层开采，井田常划为盘区，用：倾斜长壁采煤法走向长壁采煤法盘区分类：按开采煤层数目分：单层准备盘区联合准备盘区按盘区主要巷道位置分：上山盘区下山盘区石门盘区一、上下山盘区单层准备l盘区上下山多沿煤层布置，上下山之间相距15~20m，两侧各留20~30m的煤柱l运输上下山可采用刮板或胶带输送机，也可采用无极绳矿车运输l轨道上下山可用无极绳绞车运输适用于近水平薄及中厚单一煤层，开采厚煤层时，盘区上下山一般布置在底板岩层中，用溜煤眼和斜巷与区段巷道连接二、上山盘区集中上山联合准备（risepanel）1、条件：盘区内开采2个煤层,自上而下为m1和m2煤层;厚度均为1.0~2.0m，层间距为15m左右；煤层平均倾角；低沼矿，地质构造简单。2、由于m1和m2两煤层间距不大，故进行盘区联合准备，盘区走向1200m，倾斜长1000m，划分6个区段。3、采煤方法—走向长壁采煤法，对拉工作面布置II2141511141018510147817693161