倾斜分层下行垮落采煤法

第十章    倾斜分层下行垮落采煤法

倾斜分层—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。

回采顺序：下行式（descending）— 先采顶分层，依次下行回采各分层，垮落法管理顶板，称倾斜分层下行垮落采煤法。

分层同采：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：“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”   

第一节  倾斜分层走向长壁采煤法巷道布置及参数

一、分层同采的采区巷道布置

条件：厚煤层，分三层，=15O，埋藏稳定，         低沼气矿；沿倾斜划为3  5个区段

（一）采区巷道布置

       Fig．10 —1示

1、采煤方法：  

2、巷道布置特点

1)巷道名称：

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15  20m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  — 联合布置方式（之一）

i、集中上山

 轨上（5）和运上（4）均布置在距煤层15m  的底板岩石中，且在层位上错距 ≮2m（运“上”在下，轨“上”在上）

ii、集中运输巷（10）布置在距煤层810m的底板岩石中。

iii、区段集中轨巷（9）提前在下区段顶分层回风巷位置开掘，超前（10）掘进，为（10）定向。 

从（9）每隔200m   开（11）沟通各分层。最后一个（11）距采区边界约200m。

IV、集中区段平巷与分层平巷间联系

（10） —（12 ） —沟通各分层机巷；

（9） —  （11）—  沟通各分层机巷；

从最后一个（12）反向掘（14）至采区边界，

从最后一个（13）反向掘（15）至采区边界。

3）顶分层采面

顶分层（14）、（15）超前采面两个（12）掘进。

（14）—  开切眼—（15）顶分层工作面。

4）I 区段

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，则另开集中岩石巷）。

ii、从（10）每隔200  400m （一台刮板运输机有效铺设长度，当用吊挂胶带机时，联络眼间距可扩大到400m ）掘溜煤眼（12）沟通各分层机巷，最后一个（12）距采区边界约200m。

5）分层同采时集中轨道巷（9）作用：

服务于各（顶、中、底）分层之辅助运输。

探清煤层走向变化，为（10）定向；同时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）。采掘无干挠。

缩短区段准备时间，利于接替 

7）第二区段开采

     

8）区段集中巷与上山间联络

（10）— （18）—  运上（4）

（9）— （7）—  轨上（5）

可知：分层同采，必须有 ：

共用区段集中机巷；

用区段集中轨巷。 

（二）巷道掘进顺序

1、原则：

2、顺序：

3、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，超前距保持两个溜煤眼与之相通

4、中分层准备

  （1）   上分层工作面采过第一个溜煤眼之后，再准备中分层。

自（9）—（11）在假顶下，反向掘（20）开切眼，自（2） — （13） —（21）

巷道掘进顺序

同中分层准备之理，准备底分层工作面。

第一区段底分层采完之前，要准备

第二区段顶分层工作面，以备接替

（三）生产系统（productive system ）

haulage system

物料：（material ,equipment）

ventilation system

 采面、新风 (fresh air)

 掘进通风：分层超前平巷掘进，局扇

供电：  地面35kV变电站—付井6kV —井底车场中央变电所—6kV送至采区变电所— 送采掘面（1140V或3300V、660V、380V、127V）

压风：

供水：   

二、分层同采评价：

1、优点：

1）实行上下分层同采，增产潜力大，能集中生产；

2）为超前回采工作面推进分层平巷和多头掘进提供了条件，缩短了 准备时间，利于接替；

3）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；

4）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；

5）利于假顶防腐和防止煤的自燃发火。

分层同采评价：

2、缺点：

1）岩石工程量大（设区段集中平巷及联络巷）

2）生产系统复杂。

3）同采工作面能力不易发挥。

4）初期准备时间长。

 

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，缺点（主要是岩石工程量大、生产系统复杂）已日趋明显，分层同采已少用。

技术发展趋势：

（1）多采用分层分采；

（2）“放顶煤”

四、分层同采的参数

1、倾斜分层厚度：普采2m，综采3.5m；

2、工作面长度：150200m；

3、分层同采的合理错距：P356， Fig17-8

五、分层开采的采区巷道布置基本规律

1、纵向：  上山。

2、横向： 区段平巷  

                    分层同采时，有区段集中平巷。

                    分层分采时，可不设区段集中平巷。

 3、纵横相联： 上、中、下车扬。

 4、硐室： 煤仓、绞车房、变电所。

 5、附属上述巷道的联络巷。

问题： 该采煤方法巷道布置基本规律？

六、问题（作业）（讨论）

厚煤层底板下方20m处有一薄及中厚煤层，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

画图并附文字说明；

2、说明上、下区段过渡期如何独立通风，（可设采区回风井）

第二节  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

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

 

               顶板 — 煤层原生顶板

顶分层采煤工作面 ——工艺同中厚煤层工艺

            底板—  煤层（二分层）  铺假顶或形成再生顶板（下分层用）

1、人工假顶

1)竹笆、荆笆假顶

竹笆：宽0.7  1.0m，长2.2   2.4m，竹片或细竹用铁丝编成。

荆笆：宽0.9  1.0m，长2.2  2.4m，用细铁丝编成。

底梁：半圆木，或厚木板。

竹笆、荆笆假顶铺设：

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6  8月。

垮落矸石胶结性能好时可不铺底梁

2）金属网假顶

3）塑料网假顶

塑料网假顶：聚丙稀树脂制成的塑料编织而成。

规格：网带宽13  16mm，5  60.9m或2.00.9mm，网孔15mm

塑料网：无毒、无味，阻燃，抗静电，重量轻，柔性大，耐腐蚀等。

强度高，寿命长；抗剪性能差；延展性大，易形成网兜。

4）人工假顶铺设方法 ：

铺顶网                               

铺底网

手工

机械

铺顶网优点：

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，及时移架铺网，及时支护。

提高煤质。

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。

简化回采工艺，提高效率。

2、再生顶板

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，在上覆岩层重压下形成再生顶板。一般4  6个月胶结形成。

二、假顶下回采工艺特点

1、假顶下支护及顶网管理

假顶下回采，顶板是已垮落的碎石，老顶周期来压不明显，顶板压力 较顶分层小。顶板管理的关键是护好破碎顶板。

护好破碎顶板技术措施 ：

1）浅截深采煤机；

2）滚筒距网  100mm；

3）及时支护；

4）普采面：

a、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；

c、型钢梁护顶。

5） 综采面：

掩护式支架，或支撑掩护式支架。

2、 假顶下的放顶工艺

单体支柱采面 — 无密集放顶。

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）

 3、 分层采高的控制

   主要控制底分层采高足够。

在开切眼、采面及上、下平巷每隔30m向底煤打钻孔探煤厚。

三、评价

优点：

1）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；顶分层以下各分层矿压显现缓和。

2）安全；

3）采出率高；

4）技术经济指标较好。

缺点：

1）铺假顶工作量大；

2）巷道维护较困难；

3）生产组织管理工作较复杂；

4）开采易自燃煤层，采取防自燃措施等。

四、适用条件：

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。

分层开采在1990年，产量是统配煤矿产量的28.1%，目前占1520%。

思考题

P228—1-6