第十一章傾斜分層走向長壁下行垮落采煤法

第十一章傾斜分層下行垮落采煤法11.1根本概念11.2傾斜分層走向長壁采煤法巷道布置及參數(shù)11.3傾斜分層長壁采煤法采煤系統(tǒng)分析11.4傾斜分層長壁采煤法采煤工藝特點11.4傾斜分層長壁采煤法評價2023/12/27111.1根本概念11.1傾斜分層下行垮落采煤法根本概念傾斜分層——將厚煤層分成假設干與煤層層面相平行的分層，然后逐層開采。傾斜分層下行垮落采煤法——先采頂分層，依次下行回采各分層，垮落法管理頂板的采煤方法。分層同采——在同一區(qū)段范圍內，上、下分層任務面錯開一定間隔同時采煤，稱為“分層同采〞。分層分采——在同一區(qū)段范圍內，采完一個分層后再采下一個分層稱“分層分采〞或“大扒皮〞。2023/12/27211.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.1分層同采的采區(qū)巷道布置煤層條件：厚煤層，分三層，賦存穩(wěn)定，低沼氣礦；沿傾斜劃為35個區(qū)段。分層厚度：普采普通2m，最大2.4m；綜采普通3m,最大3.5m。2023/12/273傾斜分層走向長壁下行垮落采煤法分層同采采區(qū)巷道布置2023/12/27411.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.1分層同采的采區(qū)巷道布置1〕巷道稱號1—巖石運輸大巷；2—巖石回風大巷；3—采區(qū)下部車場；4—運輸上山；5—軌道上山；6—采區(qū)上部車場；7—甩車場；8—區(qū)段回風石門；9—區(qū)段軌道集中巷；10—區(qū)段運輸集中平巷；11—聯(lián)絡斜巷；12—溜煤眼；13—回風小石門；14—上分層運輸平巷；15—上分層回風平巷；16—采區(qū)變電所；17—絞車房；18—區(qū)段溜煤眼；19—采區(qū)煤倉；20—中分層運輸平巷；21—中分層回風平巷；22—行人聯(lián)絡巷2〕巷道布置特點階段運輸大巷(1)和回風大巷(2)均布置在距煤層1520m的底板巖石中。各分層采用集中〔共用〕上山、集中〔共用〕區(qū)段平巷。2023/12/27511.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.1分層同采的采區(qū)巷道布置2〕巷道布置特點集中上山軌道上山〔5〕和運輸上山〔4〕均布置在距煤層±15m的底板巖石中，且在層位上錯距≮2m〔即運“上〞在下，軌“上〞在上〕。集中運輸巷〔10〕布置在距煤層810m的底板巖石中。區(qū)段集中軌巷〔9〕提早在下區(qū)段頂分層回風巷位置開掘，超前區(qū)段運輸集中平巷〔10〕掘進，為〔10〕定向。從區(qū)段軌道集中平巷〔9〕每隔200m左右開聯(lián)絡斜巷〔11〕溝通各分層。最后一個〔11〕距采區(qū)邊境約200m。

2023/12/27611.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.1分層同采的采區(qū)巷道布置2〕巷道布置特點集中區(qū)段平巷與分層平巷間聯(lián)絡區(qū)段集中平巷(10)—溜煤眼(12)—溝通各分層運輸平巷〔14、20〕；區(qū)段軌道集中平巷(9)—聯(lián)絡斜巷(11)—溝通各分層運輸巷(14、20)；從最后一個溜煤眼〔12〕反向掘上分層運輸平巷〔14〕至采區(qū)邊境；從最后一個回風小石門〔13〕反向掘上分層回風平巷〔15〕至采區(qū)邊境。2023/12/27711.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.1分層同采的采區(qū)巷道布置3〕I區(qū)段采煤i、利用總回風巷〔2〕作為軌道集中巷，每隔200m左右開掘區(qū)段回風小石門〔13〕溝通各分層風巷?！踩绮捎貌蓞^(qū)小風井，那么另開集中巖石巷〕。ii、從區(qū)段運輸集中平巷〔10〕每隔200400m〔一臺刮板運輸機有效鋪設長度，當用膠帶機時，聯(lián)絡眼間距可擴展到400m〕掘溜煤眼〔12〕溝通各分層機巷，最后一個〔12〕距采區(qū)邊境約200m。2023/12/27811.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.1分層同采的采區(qū)巷道布置4〕分層同采時集中軌道巷〔9〕作用效力于各〔頂、中、底〕分層之輔助運輸。探清煤層走向變化，為區(qū)段運輸集中平巷〔10〕定向；滿足頂分層超前平巷施工定向和泄水；利用〔9〕掘二、三分層超前運輸機巷〔掘進煤由〔12〕—(10〕運出；物料由〔9〕—〔11〕運輸?！??？s短區(qū)段預備時間，利于接替。2023/12/27911.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.1分層同采的采區(qū)巷道布置5〕聯(lián)絡眼〔11〕的開掘方法i、頂分層—(11)沿煤層頂板開掘，每200m一個，溝通〔14〕二、三分層—〔11〕下口不動，上段向下臥底，構成斜巷，分別溝通二、三分層機巷〔超前平巷〕，構成系統(tǒng)。2023/12/271011.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.2第二區(qū)段開采第一區(qū)段采完后，上區(qū)段軌道集中平巷〔9〕作為下區(qū)段頂分層回風巷；上區(qū)段運輸集中平巷〔10〕作為下區(qū)段集中軌道巷，改換運輸設備，進展第二區(qū)段開采。2023/12/271111.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.3消費系統(tǒng)運煤系統(tǒng)——在任務面和分層運輸平巷內鋪設刮板保送機，在區(qū)段運輸集中平巷和運輸上山內安設吊掛式膠帶保送機。道路為：分層任務面→分層區(qū)段超前運輸平巷14〔或20〕→溜煤眼12→區(qū)段運輸集中平巷10→區(qū)段溜煤眼18→運輸上山4→采區(qū)煤倉19→大巷裝車外運。資料運輸系統(tǒng)任務面所需資料運輸?shù)缆罚嘿Y料和設備自采區(qū)下部車場3→軌道上山5→上部車場6→回風大巷2→回風小石門13→區(qū)段超前回風平巷15→送至分層任務面。2023/12/271211.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.3消費系統(tǒng)資料運輸系統(tǒng)區(qū)段分層超前運輸平巷14和20掘進時所需的資料，自軌道上山5→中部車場7→軌道集中平巷9→聯(lián)絡斜巷11運至掘進任務面。通風系統(tǒng)新穎風流由運輸大巷1→下部車場3→軌道上山5→中部車場7→運輸集中平巷10和軌道集中平巷9→聯(lián)絡斜巷11〔有兩個溜煤眼12與分層運輸平巷14相通，其中一個溜煤眼可進風〕→分層運輸平巷14〔或20〕→采煤任務面。污風由采煤任務面→分層回風平巷15〔或21〕→回風小石門13→至回風大巷2排入大氣。2023/12/271311.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.4分層同采評價優(yōu)點實行上下分層同采，增產(chǎn)潛力大，能集中消費；為超前回采任務面推進分層平巷和多頭掘進提供了條件，縮短了預備時間，利于接替；第二分層以下的區(qū)段運輸平巷均布置在上分層采空區(qū)下，礦壓小，易維護。由于各分層超前掘進，維護長度及時間短，維護費用低；各分層均可出煤，利用集中運輸巷運煤，系統(tǒng)集中簡單，占用設備少，管理集中；利于假頂防腐和防止煤的自燃發(fā)火。2023/12/271411.2傾斜分層下行垮落采煤法分層同采巷道

布置及參數(shù)11.2.4分層同采評價缺陷巖石工程量大〔設區(qū)段集中平巷及聯(lián)絡巷〕。消費系統(tǒng)復雜。第同采任務面才干不易發(fā)揚。初期預備時間長。開展趨勢隨著機械化程度提高，綜采放頂煤出現(xiàn)，以及非放頂煤單層任務面消費才干加大，支護條件改善，分層同采的優(yōu)點已逐漸弱化，缺陷〔巖石工程量大、消費系統(tǒng)復雜〕已日趨明顯，分層同采已少用，多采用分層分采。2023/12/271511.3采煤系統(tǒng)分析11.3.1區(qū)段分層平巷的布置1〕傾斜式布置——這種布置方式中各分層平巷是按25°～35°角呈斜坡式布置,普通適用于傾角小于15°～20°的煤層。分為內錯式和外錯式。內錯式—將下分層平巷置于上分層平巷內側,即處于上分層采空區(qū)下方,構成正梯形的區(qū)段煤柱。各分層平巷內錯半個至一個巷道寬度。優(yōu)點：下分層處于上分層應力降低區(qū)，比較容易維護，沿假頂掘進，方向容易掌握。缺陷：區(qū)段煤柱越到下面越大，任務面越短。2023/12/271611.3采煤系統(tǒng)分析外錯式—將下分層平巷置于上分層平巷外側,處于上分層煤柱的下面，構成倒梯形的區(qū)段煤柱。缺陷：下分層巷道處于固定支承壓力范圍內，維護困難，并且在下分層任務面的上下出口處沒有人工假頂，采煤和支護均較困難。這種方式上部分分層的區(qū)段煤柱尺寸大，而愈到下部分層，任務面長度那么愈長。故這種分層外錯式布置采用較少。2023/12/271711.3采煤系統(tǒng)分析2〕程度式布置——各分層平巷布置在同一程度高度上，區(qū)段煤柱呈平行四邊形。優(yōu)點：對于資料運輸，行人和通風都比教方便，分層運輸平巷處于上分層采空區(qū)下面，壓力小，易于維護，缺陷：分層回風平巷正益處于區(qū)段煤柱下，遭到固定支承壓力的作用，維護比較困難。順應性：對于區(qū)段煤柱尺寸，應留意使上下區(qū)段分層平巷間的垂距不小于5m，因此普通用于傾角大于20°～25°的煤層，否那么區(qū)段煤柱太大。2023/12/271811.3采煤系統(tǒng)分析2〕垂直式布置——各分層平巷鉛垂方向呈重疊式布置，區(qū)段煤柱呈盡是矩形。優(yōu)點：可減少區(qū)段煤柱尺寸，分層平巷受支承壓力的影響也較小，易于維護。同時，下分層平巷沿上分層平巷鋪設的假頂掘進，容易掌握方向。順應性：這種布置方式在煤城傾角小于8°～10°，特別是在近程度厚煤層條件下。2023/12/271911.3采煤系統(tǒng)分析11.3.2區(qū)段集中平巷的布置區(qū)段集中平巷的布置方式有兩種：一煤一巖集中巷布置和“機軌合一〞集中巷布置。1〕一煤一巖集中巷布置方式區(qū)段軌道集中平巷普通沿煤層頂板掛腰線掘進，它不但用作上區(qū)段各分層采煤任務面進風，行人，排水，以及為分層超前運輸平巷掘進頭運送資料，它還可以作為下區(qū)段分層的回風平巷。在上區(qū)段任務面回采期間，為使軌道集中平巷不致被回采構成的支承壓力壓垮，在上區(qū)段分層平巷與軌道集中平巷之間必需留設寬度足夠的煤柱。2023/12/272011.3采煤系統(tǒng)分析11.3.2區(qū)段集中平巷的布置1〕一煤一巖集中巷布置方式區(qū)段軌道集中平巷普通沿煤層頂板掛腰線掘進，它不但用作上區(qū)段各分層采煤任務面進風，行人，排水，以及為分層超前運輸平巷掘進頭運送資料，它還可以作為下區(qū)段分層的回風平巷。在上區(qū)段任務面回采期間，為使軌道集中平巷不致被回采構成的支承壓力壓垮，在上區(qū)段分層平巷與軌道集中平巷之間必需留設寬度足夠的煤柱。區(qū)段運輸集中平巷內，往往安裝有運輸才干較大的吊掛式膠帶保送機，為該區(qū)段一切的分層任務面效力。采完上區(qū)段后，及時撤除膠帶保送機并鋪設軌道，作為下區(qū)段回風集中平巷。2023/12/272111.3采煤系統(tǒng)分析2〕“機軌合一〞的集中巷布置方式——將區(qū)段軌道集中平巷及運輸集中平巷合并為一條巷道，通常布置在底板巖層中。優(yōu)點：省去了一條區(qū)段集中平巷和部分聯(lián)絡石門，掘進和維護工程量較少，假設將巷道選在適當?shù)奈恢?，可以免受采動影響，便于維護。缺陷：巷道的跨度和斷面較大；因掘進時沒有煤巷定向巷道層位不好控制，掘進施工比較困難進度較慢；運煤和運料在同一巷道內，管理復雜；在集中平巷與區(qū)段溜煤眼即采區(qū)中部車場結合處，設備和線路的布置比較復雜，需合理處理保送機與軌道的平面交叉問題。適用于：煤質松軟，底板巖層較穩(wěn)定，涌水量不大，采掘機械化較高的情況。2023/12/2722“機軌合一〞區(qū)段集中平巷1-機軌合一區(qū)段巖石運輸集中平巷；2-分層超前運輸平巷；3-機〔溜槽〕軌合一聯(lián)絡斜巷；4-采煤任務面；5-溜煤眼2023/12/272311.3采煤系統(tǒng)分析11.3.3區(qū)段巖石集中平巷的位置根據(jù)上部煤層開采后，底板巖層內應力重新分布，區(qū)段集中平巷應置于應力升高區(qū)之外，通常巷道的合理位置應符合兩個要求：巷道與煤層底板之間的垂直間隔h應不小于一定的數(shù)值。應將想代布置在壓力傳送影響角φ以外。根據(jù)我國一些礦區(qū)的閱歷，最小的h值普通為8～12m，影響角視煤層傾角和底板巖性，介于25°～55°之間。2023/12/272411.3采煤系統(tǒng)分析11.3.4分層平巷與集中平巷間的聯(lián)絡方式分層平巷與集中平巷間的聯(lián)絡方式普通有石門、斜巷、立眼三種：在傾角適宜的緩斜厚煤層中，最好在區(qū)段運輸平巷處采用斜巷〔溜煤眼〕聯(lián)絡，傾角為30°～35°左右，實現(xiàn)煤炭重力運輸，區(qū)段回風平巷盡能夠用石門聯(lián)絡，此時區(qū)段分層運輸平巷采用傾斜布置，回風平巷采用程度布置。煤層的傾角較大，區(qū)段分層運輸和回風平巷程度布置時，可采用石門與溜眼相結合的方式聯(lián)絡分層運輸平巷與集中平巷，采用石門聯(lián)絡分層回風平巷與集中平巷的布置。2023/12/272511.3采煤系統(tǒng)分析11.3.4分層平巷與集中平巷間的聯(lián)絡方式當煤層傾角較小，分層運輸和回風平巷均為傾斜式布置時，可采用傾斜溜煤重力運煤，采用石門和斜巷相結合的方式聯(lián)絡分層回風平巷與集中平巷。當煤層傾角很小或為近程度、分層平巷為垂直布置時，采用溜煤眼重力運煤，而運送資料、設備及行人仍采用斜巷聯(lián)絡。2023/12/272611.3采煤系統(tǒng)分析11.3.5上下分層同采時采煤任務面的合理錯距通常下分層采煤任務面滯后時間不少于三四個月；直接頂厚度較小而老頂非常鞏固時，由于老頂周期來壓較劇烈，上下分層任務面的開采應間隔較長的時間和間隔；假設直接頂厚底較大且松軟易冒，而老頂又不非常鞏固時，可適當縮短錯距和間隔時間；至于第二分層以下個分層任務面的錯距，由于上覆巖層是已松散的巖體，易于穩(wěn)定，其錯距也可適當縮短；當運用再生頂板時，由于再生頂板的構成通常需求半年到一年以上的時間，故上下任務面的錯距更大，實踐上往往只能分層逐次回采。2023/12/272711.3采煤系統(tǒng)分析11.3.6無區(qū)段集中平巷的布置無區(qū)段集中平巷的布置即分層分采的巷道布置方式。分層分采的特點是每一分層的區(qū)段平巷都是單獨預備的，沒有共用的區(qū)段集中平巷。分層平巷不是利用集中平巷隨采煤任務面超前掘進，而是當上一分層采完并待頂板垮落根本穩(wěn)定厚，在假頂下面一次沿全長掘出下一分平巷。優(yōu)點：預備及消費系統(tǒng)簡單，取消了巖石區(qū)段集中平巷及聯(lián)絡巷等巖石工程，有利于減少掘進率和加快掘進速度，同時有利于構成再生頂板。2023/12/272811.3采煤系統(tǒng)分析缺陷不能實現(xiàn)同區(qū)段內上下分層同采，開采強度低，區(qū)段和任務面的增產(chǎn)潛力小。為減少采動對分層巷道的影響，上下相鄰區(qū)段的采煤任務面也難以接替，當采區(qū)內有兩個以上采煤任務面時，就會導致多區(qū)段同采，消費分散。各區(qū)段平巷均沿全長一次掘出，維護長度大，維護時間長，維護費用高。同區(qū)段上下分層的回采間隔時間長，假頂能夠腐爛，對下分層采煤任務面頂板管理不利。近幾年隨著綜采工藝的推行，以及防滅火技術的開展，無區(qū)段集中平巷的分層分采方式得到較大的開展。2023/12/272911.3采煤系統(tǒng)分析11.3.7跨上山回采時的巷道布置當采區(qū)上山布置在底板巖層中時，上部煤層中的采煤任務面可以跨越上山回采，使上山處于采空區(qū)下方的應力降低區(qū)內。應留意幾點：上山布置在與上部煤層的法線間隔普通應大于10m。當上山兩翼均布置有后退式任務面時，跨采的任務面必需在另一翼的任務面還遠離上山時就跨越上山，以免采區(qū)上山同時遭到兩側采動的影響，?？绮扇蝿彰婵缭缴仙胶蟮耐２删€與上山間的程度間隔，普通應大與20米跨上山回采時應不留設區(qū)段煤柱，否那么采區(qū)上山將遭到很大的固定支承壓力的作用，難以維護。2023/12/2730無區(qū)段巖石集中巷時的跨采任務面消費系統(tǒng)1—巖石運輸大巷；2—巖石回風大巷；3—下部車場；4—運輸上山；5—軌道上山；6—上部車場；7—中部車場；8—下區(qū)段頂分層回風巷；9，15—分層運輸巷；10—聯(lián)絡巷；11—第二分層任務面開切眼；12，13—分層回風巷；14—第一分層跨采任務面；16—邊境軌道上山；17—邊境運輸上山；18—絞車房；19—采區(qū)煤倉；20—行人聯(lián)絡斜巷；21—區(qū)段回風石門；22—溜煤眼；23—采區(qū)變電所2023/12/273111.3采煤系統(tǒng)分析11.3.7跨上山回采時的巷道布置跨上山回采優(yōu)點：有利于改善上山的圍巖形狀，使上山長期處于應力降低區(qū)內，便于維護，并可加大任務面的走向推進長度。綜采面采用跨上山回采方式，加大延續(xù)推進間隔，可減少搬遷次數(shù)及搬遷費用，充分發(fā)揚綜采設備的效率跨上山開采有利于實現(xiàn)無煤柱開采，提高煤炭采出率，減少煤炭自然發(fā)火的危險。2023/12/273211.3采煤系統(tǒng)分析11.3.7無煤柱護巷時的巷道布置上下區(qū)段分層平巷間普通都留有護巷煤柱，起到隔離采空區(qū)的作用。但厚煤層中留煤柱，不僅煤損大，且留下自然發(fā)火的隱患。無煤柱護巷——區(qū)段間不留煤柱，采用沿空掘巷或沿空留巷，沿著上區(qū)段采空區(qū)邊緣掘進下區(qū)段的分層平巷，或保管上區(qū)段的運輸巷用做下去短的分層回風巷。沿空留巷缺陷：受上下區(qū)段分層任務面的多次采動影響，維護非常困難，成分較高。適用于：薄和中厚煤層，厚煤層的上分層。2023/12/273311.3采煤系統(tǒng)分析沿空掘巷普通是恢復上區(qū)段的溜煤斜巷，各分層再依次沿空掘巷，當溜煤斜巷難以恢復時，那么按下區(qū)段分層回風巷的位置另掘新的聯(lián)絡巷。適用于：頂板中等穩(wěn)定及以下的緩斜煤層。2023/12/273411.4傾斜分層長壁采煤法采煤工藝特點11.4.1頂分層采煤工藝特點頂分層采煤任務面的頂板時煤層的原生頂板，其采煤工藝與中厚煤層長壁采煤法根本一樣，只是添加了要為下部分層鋪設假頂或構成再生頂板的任務?！惨弧橙斯ぜ夙?〕竹笆、荊笆假頂竹笆寬0.71.0m，長2.22.4m，竹片或細竹用鐵絲編成。荊笆寬0.91.0m，長2.22.4m，用細鐵絲編成。底梁半圓木，或厚木板。2023/12/273511.4傾斜分層長壁采煤法采煤工藝特點竹〔荊〕笆假頂?shù)匿佋O鋪設：底梁與煤壁呈45°60°布置，將竹笆放在底梁上，每片間搭接，用鐵絲聯(lián)好。腐朽期為68月?？迓漤肥z結性能好時可不鋪底梁1—低梁；2—笆片；3—小笆片；4—保送機；5—柱鞋；6—支柱2023/12/273611.4傾斜分層長壁采煤法采煤工藝特點11.4.1頂分層采煤工藝特點2〕金屬網(wǎng)假頂——金屬網(wǎng)假頂普通用1214#鍍鋅鐵絲編織而成。網(wǎng)邊用810#鐵絲編成。網(wǎng)孔2025mm。網(wǎng)孔外形：正方形〔經(jīng)緯網(wǎng)〕、菱形、蜂窩形。菱形網(wǎng)：承力好，延展性好，壽命長，廣泛運用。金屬網(wǎng)網(wǎng)孔外形2023/12/273711.4傾斜分層長壁采煤法采煤工藝特點11.4.1頂分層采煤工藝特點3〕塑料網(wǎng)假頂——聚丙稀樹脂制成的塑料編織而成。規(guī)格網(wǎng)帶寬1316mm，56m0.9m或2.00.9mm，網(wǎng)孔15mm。優(yōu)點：無毒、無味，阻燃，抗靜電，分量輕，柔性大，耐腐蝕，強度高，壽命長；缺陷：抗剪性能差；延展性大，易構成網(wǎng)兜。