错层位巷道布置采煤法技术要求

ICS号

中国标准文献分类号GRM

中关村绿色矿山产业联盟团体标

准

T/GRM

XXX-20xx

错层位巷道布置采煤法技术要求

Technicalspecificationsforminingmethodofstaggerarrangement

roadway

（送审稿）

2023-XX-XX发布2023-XX-XX实施

中关村绿色矿山产业联盟发布

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规

则》的规定起草。

本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时，可能涉及到2条与错层位巷道布置采

煤法相关的专利的使用。

本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。

该专利持有人已向本文件的发布机构承诺,他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条

款和条件下，就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。

相关信息可以通过以下联系方式获得：

专利持有人姓名:中国矿业大学（北京）

地址:北京市海淀区学院路街道丁11号

请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识

别专利的责任。

本文件由中国矿业大学（北京）提出。

本文件由中关村绿色矿山产业联盟归口。

本文件起草单位：中国矿业大学（北京）、北京科技大学、黑龙江龙煤矿业控股集团有

限责任公司、煤炭工业规划设计研究院有限公司。

本文件主要起草人：张俊文、王志强、赵景礼、李玉琳、张杨、于会军、李敬凯，武

超、董续凯、吴少康、张学亮。

本文件为首次发布。

II

引言

采煤方法是煤矿生产与采矿学科发展的主题与中心，放顶煤采煤法因其具有高产高效、

巷道掘进率低、生产集中、成本低、对地质条件的适应性强等显著优点而在厚煤层开采中

得到了迅速发展和广泛应用。但放顶煤采煤法存在回釆率低、端头浮煤多自然发火率高、

回风巷道沿底不利于排放瓦斯、大倾角设备下滑严重等问题，且随着煤炭开采深度不断增

加，这些问题更加突出，同时伴随着由此引发的矿震、冲击矿压灾害愈发严重。为解决放

顶煤采煤法中的上述生产难题，1998年中国矿业大学（北京）赵景礼教授提出了“厚煤层

错层位巷道布置采全厚采煤法”，获得发明专利授权（专利号ZL98100544.6）；2004年又提

出与之相配套的“厚煤层全高开采的三段式回采工艺”，获得发明专利授权（专利号

ZL200410039575.0）。这两项发明专利为综合解决前述问题奠定了根本技术基础。错层位巷

道布置采煤法与三段式回采工艺集成了放顶煤开采与分层开采的成熟技术元素，该方法通

过把工作面进、回风巷布置在厚煤层的不同层位，使巷道不仅能在平面范围内移动位置，

而且还能在纵向上变动高低位置，形成立体化巷道布置系统。这可使相邻两工作面之间形

成空间立体交错搭接的完全无煤柱（负煤柱，区别于实际留小煤柱而名义上所称的无煤柱）

形式，回采完成后仅留有少量实体三角煤，也可以使相邻两工作面之间形成零煤柱或带护

坡的梯形小煤柱。这三种情况（零煤柱、负煤柱、梯形小煤柱）都可以通过减少区段煤柱

和顶煤厚度损失而有效提高工作面回采率，同时还具有利于降低煤层自然发火隐患、有利

于排放瓦斯、有利于工作面端头降尘、沿顶板巷道有利于掘进、改善不均匀沉陷对地表环

境的影响、消除区段煤柱冲击矿压、防止急倾斜或倾斜煤层工作面设备下滑等优点。本文

件规定了错层位巷道布置采煤法的工艺参数设计、巷道布置流程和健康安全环保管理等要

求，有助于提高厚煤层综合开采水平，促进我国煤炭资源开采的可持续发展和技术进步。

III

错层位巷道布置采煤法技术要求

1范围

本文件规定了煤矿井下错层位巷道布置采煤法的工艺参数设计、巷道布置流程和健康

安全环保管理等要求。

本文件适用于煤矿井下各种倾角的厚煤层错层位巷道布置开采方法，以及因特殊需要

采用错层位巷道布置的薄及中厚煤层。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

错层位巷道布置staggerarrangementroadway

煤层倾角较小时，将区段进风（运输）平巷沿煤层底板布置、回风平巷沿煤层上部层

位布置，且接续工作面的进风（运输）平巷沿上一工作面的采空区下方布置，相邻工作面

形成负煤柱或零煤柱或者正煤柱（带三角煤的梯形小煤柱）结构搭接结构。

煤层倾角较大时，将区段进风（运输）平巷沿煤层上部层位布置，工作面区段回风平

巷沿煤层底板布置，且接续工作面的回风平巷沿上一工作面的采空区下方布置，相邻工作

面形成负煤柱或零煤柱或者正煤柱（带三角煤的梯形小煤柱）结构搭接结构。

3.2

工作面起坡段uphillsectionofminingface

在工作面临近回风巷附近，依靠溜槽的逐节抬升，使工作面区段回风平巷沿煤层上部

层位布置，自设计计算的位置将溜槽逐节抬升，直至满足设计巷道布置要求，此阶段称为

起坡段。

3.3

工作面变坡段slopesectionofminingface

煤层倾角较大的厚煤层工作面开采中，在工作面临近进风（运输）巷附近，依靠溜槽

的逐节改变坡度角，直至满足设计巷道布置要求，此阶段称为变坡段。

3.4

起坡角uphillangle

工作面起坡段阶段工作面与煤层底板的夹角，溜槽节数不同夹角数值也表现出差异。

3.5

三角煤损trianglecoalloss

起坡段位置工作面与巷道底板间形成的三角实体煤损，其高度小于开采高度而不直达

顶板，主要起巷旁支护和封闭的作用。

4

4分类

错层位巷道布置采煤法分为：负煤柱、零煤柱、正煤柱巷道布置采煤法。错层位巷道

布置采煤法相关示例见附录A。

5总体要求

5.1原则

5.1.1适应赋存条件。考虑煤层厚度、煤层倾角、地质构造、采煤装备和生产现状，

营建高效的采煤空间。

5.1.2利于灾害防治。评估水、火、瓦斯、地压等致灾因素的灾害程度和防治水平，

营造安全的采煤空间。

5.1.3坚持问题导向。工程实施后对煤炭采出率、灾害防治效果、装备能效与生产

工效等进行评价，并根据评价对施工效果进行巩固优化。

5.2基本要求

5.2.1煤炭资源损失少，采出率高。

5.2.2材料消耗少，巷道掘进和维护简单，生产成本低。

5.2.3安全及劳动条件好。

5.2.4在探明煤层赋存条件、确定回采工艺的基础上开展。

5.2.5对于上巷施工过程中的铺网、注浆等工艺以及起坡段施工方案，制定专项措施，

确保施工安全。

5.2.6起坡段设计满足安全高产高效，主要技术要求如下：

a）将工作面的回风巷开掘至煤层上部层位；

b）起坡段下方或者侧方能够布置接续工作面的相邻巷道；

c）宜达到最大煤炭采出率。

5.3设计施工与审批

5.3.1错层位巷道布置采煤法设计前，资料收集齐全，基础资料应包括但不限于：

a）经批准的矿井采区设计；

b）经批准的采区地质说明书；

c）经审核的设计工作面井上、下关系及四邻已采工作面采空区等资料；

d）设计工作面煤层瓦斯赋存与抽采等资料；

e）设计工作面煤及岩石力学性质、地应力分布等资料；

f）工作面开采及生产准备衔接计划等资料。

5

5.3.2对致灾因素进行评估，应包含如下：

a）预测涌水量；

b）预测瓦斯涌出量；

c）预测自然发火期情况；

d）预测冲击地压危险性；

e）其它灾害评估。

5.3.3组织专人进行错层位巷道布置采煤法工程设计和审批。

5.3.4在工程施工中，若发现实际情况与设计不符时，施工单位应及时与设计编制及

审批单位进行沟通，按规定履行设计变更手续，不应擅自变更设计。

6回采工艺设计

6.1三段式回采工艺设计

错层位巷道布置采煤法三段式回采工艺分为上分层铺网灌浆段、放顶煤段、网下回采

段。三段式回采工艺设计相关示例见附录B。

6.2起坡段设计

6.2.1将工作面的回风巷送到煤层上部层位，且要求考虑起坡段下方或侧方能够布置

接续工作面的相邻巷道。

6.2.2相邻溜槽最大抬升角度为3°，当起坡段较小时，可通过灵活调节溜槽角度，

进行小角度的抬升与下降，保障起坡段的抬升高度。

6.2.3在满足正常生产及安全需要的同时还需尽量减少煤炭损失。

6.2.4支架顶梁行程要保证支架顶梁宽度和侧护板行程与溜槽抬升造成的支架顶部

空间变窄情况相适应。

6.3变坡段设计

6.3.1要将工作面的进风巷送到煤层上部层位，且要求考虑变坡段下方或侧方能够布

置接续工作面的相邻巷道。

6.3.2相邻溜槽最大变坡角度为3°，当变坡段较小时，可通过灵活调节溜槽角度，

进行小角度的降低，保障缓慢形成变坡段。

6.3.3支架顶梁行程要保证支架顶梁宽度和侧护板行程与溜槽降低造成的支架顶部

空间变窄情况相适应。

6

附录A

（资料性附录）

错层位巷道布置采煤法分类

A.1负煤柱巷道布置采煤法

负煤柱巷道布置采煤法见图A.1和图A.2，工作面回风巷位于接续工作面进风（运输）

巷的右上方或正上方（完全重叠或仅有一部分重叠）。

标引序号说明：

1—本工作面区段进风（运输）平巷；

2—本工作面区段回风平巷；

3—接续工作面区段回风平巷；

4—三角煤损；

5—接续工作面区段进风（运输）平巷。

图A.1倾角较小时负煤柱巷道布置采煤法

标引序号说明：

1—上一工作面区段进风（运输）平巷；

2—本工作面区段进风（运输）平巷；

3—接续工作面区段回风平巷；

4—三角煤损；

5—本工作面区段回风平巷。

图A.2倾角较大时负煤柱巷道布置采煤法

A.2零煤柱巷道布置采煤法

零煤柱巷道布置采煤法见图A.3和图A.4，工作面回风巷位于接续工作面进风（运输）

巷的左上方。当煤层厚度不满足上下布置两巷或者煤层厚度仅仅可以布置上下两巷，但工

作面开采期间没有实施注浆等形成人工假顶以及铺网等工艺时可采用零煤柱巷道布置采煤

法。

7

标引序号说明：

1—本工作面区段进风（运输）平巷；

2—本工作面区段回风平巷；

3—接续工作面区段回风平巷；

4—接续工作面区段进风（运输）平巷。

图A.3倾角较小时零煤柱巷道布置采煤法

标引序号说明：

1—上一工作面区段进风（运输）平巷；

2—本工作面区段进风（运输）平巷；

3—接续工作面区段回风平巷；

4—本工作面区段回风平巷。

图A.4倾角较大时零煤柱巷道布置采煤法

A.3正煤柱巷道布置采煤法

正煤柱巷道布置采煤法见图A.5和图A.6，工作面回风巷位于接续工作面进风（运输）

巷的左上方，且两巷中间保留一部分煤柱。当煤层厚度不满足上下布置两巷，或者煤层厚

度仅仅可以布置上下两巷，但工作面开采期间没有实施注浆等形成人工假顶以及铺网等工

艺时可采用正煤柱巷道布置采煤法。

标引序号说明：

1—本工作面区段进风（运输）平巷；

2—本工作面区段回风平巷；

3—接续工作面区段回风平巷；

4—接续工作面区段进风（运输）平巷。

图A.5倾角较小时正煤柱巷道布置采煤法

8

标引序号说明：

1—上一工作面区段进风（运输）平巷；

2—本工作面区段进风（运输）平巷；

3—接续工作面区段回风平巷；

4—本工作面区段回风平巷。

图A.6倾角较大时正煤柱巷道布置采煤法

9

附录B

（资料性附录）

三段式回采工艺设计相关示例

B.1三段式回采工艺设计

三段式回采工艺设计见图B.1和图B.2（以负煤柱巷道布置采煤法为例）。

标引序号说明：

a—上分层铺网段；

b—放顶煤段；

c—网下回采段；

1—本工作面区段进风（运输）平巷；

2—上一工作面区段回风平巷；

3—本工作面区段回风平巷；

4—接续工作面区段进风（运输）平巷；

5—三角煤损。

图B.1倾角较小时三段式回采工艺设计示意图

标引序号说明：

a—上分层铺网段；

b—放顶煤段；

c—网下回采段；

1—上一工作面区段进风（运输）平巷；

2—本工作面区段进风（运输）平巷；

3—接续工作面区段回风平巷；

4—三角煤损；

5—本工作面区段回风平巷。

图B.2倾角较大时三段式回采工艺设计示意图

10

参考文献

[1]GB50215-2015煤炭工业矿井设计规范

11

目次

目次...............................................................2

前言........................................................................2

引言........................................................................3

1范围..............................................................4

2规范性引用文件.....................................................4

3术语和定义.........................................................4

4分类..............................................................5

5总体要求..........................................................5

6回采工艺设计.......................................................6

附录A.............................................................7

A.1负煤柱巷道布置采煤法..............................................7

A.2零煤柱巷道布置采煤法..............................................7

A.3正煤柱巷道布置采煤法..............................................8

附录B............................................................10

B.1三段式回采工艺设计...............................................10

参考文献.........................................................11

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规

则》的规定起草。

本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时，可能涉及到2条与错层位巷道布置采

煤法相关的专利的使用。

本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。

该专利持有人已向本文件的发布机构承诺,他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条

款和条件下，就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。

相关信息可以通过以下联系方式获得：

专利持有人姓名:中国矿业大学（北京）

地址:北京市海淀区学院路街道丁11号

请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识

别专利的责任。

本文件由中国矿业大学（北京）提出。

本文件由中关村绿色矿山产业联盟归口。

本文件起草单位：中国矿业大学（北京）、北京科技大学、黑龙江龙煤矿业控股集团有

限责任公司、煤炭工业规划设计研究院有限公司。

本文件主要起草人：张俊文、王志强、赵景礼、李玉琳、张杨、于会军、李敬凯，武

超、董续凯、吴少康、张学亮。

本文件为首次发布。