06 上行开采.ppt

1、第六章 上行式开采顺序,煤层间、厚煤层分层间及煤组间先采标高低的煤层、分层或煤组，后采标高高的煤层、分层或煤组称为上行式开采顺序，反之，则称为下行式开采顺序,上行式开采分类,厚煤层分层充填上行开采 厚煤层分层恒底式上行开采 煤层群垮落上行开采,第一节 厚煤层分层恒底式上行顺序采煤法,将厚煤层划分为相当于中厚煤层的若干分层，各分层工作面依次沿煤层底板布置。,恒底式上行顺序采煤,第一分层工作面采后，上覆煤层垮落下沉，经注水压实，重新胶结后成为具有一定稳定性和强度的再生煤体。 仍沿煤层底板在再生煤体中重新布置第二和第三分层的工作面,一、恒底式采煤法的应用,1、河南巩县上庄煤矿恒底式上行采煤 煤层厚5

2、31m，赋存不稳定，煤质松软，呈粉末状，遇水后粘结，顶板起伏不平，软弱破碎，采用下行垮落法开采时，煤壁片帮严重，冒顶事故多，顶板管理困难。,河南巩县上庄煤矿恒底式上行采煤,同向推进的两工作面错距不小于100 m,第一分层炮采，其余各分层均采用手镐落煤，人工装煤 工作面长7080 m，分层采高2 m HZWA-2000型金属支柱及HDJA-1000型铰接顶梁支护，荆笆背顶，支架采用齐梁直线柱倒悬臂布置，柱距0.5 m，排距1 m。,河南巩县上庄煤矿恒底式上行采煤,回柱放顶时对采空区进行注水 上庄煤矿分212分层沿煤层底板开采厚度变化较大的煤层， 产量成倍增加 万吨掘进率降低了50m 采区采出率由

3、52%增加到85% 坑木消耗降低了31.8% 采煤工效由2.2t/工提高到5.5t/工,开滦荆各庄煤矿恒底式上行采煤,9#煤厚69m，倾角020 伪顶厚0.20.6m， 直接顶：高岭土胶结的中粒、细粒粉砂岩，垮落后容易再生 基本顶之上有一层承压含水层 下行垮落法采煤时，因工作面压力大、顶板移近量大和淋水均大，采场和巷道支架折损严重，采煤作业极为困难。,荆各庄煤矿回采巷道布置,回采巷道外错半巷 开切眼均布置在实体煤中 分层工作面停采线内错,共采综采工作面26个，普采工作面8个，炮采工作面19个,获得了良好的经济技术效果，提高了采出率、单产和工效，降低了厚煤层灰分和坑木效耗。,枣庄山家林煤矿恒底式

4、上行采煤,2#煤层厚5.5m，倾角为1115，节理发育 顶板：中细粒长石、石英砂岩，硅质和钙质胶结，平均厚4.2m，属厚层坚硬砂岩 顶分层经常出现大面积悬顶，垮落块度大，即使铺设竹笆假顶，灌注泥浆，也难以胶结形成再生顶板。 中分层采时，大块矸石错动，经常发生冒顶，严重威胁工作面正常生产。,山家林矿回采巷道布置,沿顶板开采上分层 沿底板开采底分层 再沿底板回采中分层 顶分层和底分层工作面采用普通机械化采煤工艺。顶分层采高2 m，底分层采高1.6 m。,沿煤层底板采中分层时，顶板压力变小，煤壁无片帮现象。,二、恒底式采煤法的评价,优点 巷道系统简单 工艺简单 岩层活动对工作面影响小 有利于消除水患

5、及冒顶的威胁 技术经济效益显著,缺点 对煤体的粘结性要求高 不利于防止煤层自燃 煤矸容易混杂 对注水质量要求高 煤尘易飞扬,三、恒底式采煤法的适用条件,煤层遇水容易胶结 分层下行垮落采煤很困难,第二节 煤层间垮落上行顺序采煤,一、近水平、缓倾斜和中倾斜煤层煤层间垮落上行顺序采煤的条件 煤层间一般采用下行式开采顺序 特定条件下，下行开采可能限制矿井生产能力的增长和建井速度，增加巷道工程量和维护量，在开采技术、经济效益和安全生产方面并不是最优的,煤层间垮落上行顺序采煤的条件,1、可以采用上行式采煤的条件 先决条件：先采下部的煤层不破坏上部煤层的完整性，且能带来较大经济效益。 上部煤层为劣质煤或薄煤

6、层或不稳定煤层，开采困难，下部煤层为厚煤层，上下煤层间距较大，开采设备利用率、经济效益和矿井达产期因开采顺序不同而差别很大； 上部煤层开拓困难，需要巨额投资，下部煤层开拓容易，且上下煤层间距较大； 下部煤层为国家急需的煤种,2、需要采用上行式采煤的条件,其先决条件：安全上和技术上是优越的 上部煤层有冲击地压危险或有煤与瓦斯突出危险，下部煤层作为解放层开采。 上部煤层含水丰富，先采下部煤层有利于疏水。 上部煤层的顶板为坚硬顶板，需要降低上部煤层顶板的周期来压强度。 采用条带采煤法开采有一定层间距的多层煤层，为使保留条带不受重复开采影响。 深矿井开采中，先采下煤层有利于实现矿井高产高效，有利于改善

7、上煤层的巷道维护条件及经济技术指标。 复采采空区上部遗留的煤炭资源。,采空区上部遗留煤炭资源的原因,地质勘探不详，在已采煤层上部又发现了可采煤层 设计时把薄及不稳定煤层划分为不可采煤层，生产过程中又发现可采 因生产任务及经济效益，必须先开采下部主采煤层 因下行开采顺序与采区布署和生产能力之间矛盾，丢弃了上部非主要煤层的部分储量 解放前，帝国主义对我国煤炭资源进行掠夺式开采，使上部非主采煤层大量丢弃,二、近水平、缓倾斜和中倾斜煤层煤层间垮落上行顺序开采的判别方法,1、比值判别法 1）两层煤间的判别,K7.5时，先采下位m2煤层后，在上位m1煤层中可以进行正常采掘活动,比值判别法,2）多层煤间的判

8、别 有n+1层煤层，m1煤层之下有n层煤，当先采下部n层煤后， m1煤层还能否开采？,多层煤间综合比值Kz判别,当综合比值Kz6.3时，m1煤层之下的n层煤层先采后，在m1煤层中可以进行正常采掘活动,2、“三带”判别法,三带判别法的基本观点 当上位煤层位于下位煤层开采引起的垮落带之内时，上位煤层的结构遭到严重破坏，下位煤层先采后上位煤层无法开采；,三带判别法的基本观点,当上位煤层位于下位煤层开采引起的断裂带之内时，上位煤层的结构只发生中等程度破坏，下位煤层开采后，采取一定技术和安全措施，上位煤层可以开采；,三带判别法的基本观点,当上位煤层位于下位煤层开采引起的断裂带之外时，上位煤层只产生整体移

9、动，结构不受破坏，下位煤层开采后，上位煤层可以正常开采。,“三带”判别法,计算垮落带和断裂带高度，与层间距比较,围岩平衡法,能够形成不发生台阶错动的平衡岩层结构的岩层称为平衡岩层。 从下煤层顶板至平衡岩层顶板的高度叫围岩平衡高度. 上行开采的基本准则：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；,当采场上覆岩层均为软岩层时，上煤层应位于断裂带内,三 采动影响的空间关系,采动影响的空间关系,lz=H (cot3+cot0),四、急倾斜煤层上行顺序开采,四、急倾斜煤层上行顺序开采,五、垮落上行顺序开采注意的问题,上煤层开采应在下煤层开采引起的岩层移动稳定后进行，上煤层开始采煤的时间应滞后于下煤层采动影响的时间