上行开采分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,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,1,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,2,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。,3,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,4,一、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,5,31,m,，,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。,5,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,70,80,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,。,6,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,2,12,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,50,m,采区采出率由,52%,增加到,85%,坑木消耗降低了,31.8%,采煤工效由,2.2,t/,工提高到,5.5,t/,工,7,开滦荆各庄煤矿恒底式上行采煤,9,#,煤厚,6,9,m，,倾角0,20,伪顶,厚0.2,0.6,m，,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。,8,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。,9,枣庄山家林煤矿恒底式上行采煤,2,#,煤层,厚,5.5,m,，,倾角为,11,15,，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,4.2,m,，,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。,10,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。,11,二、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,12,三、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,13,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,14,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,15,2、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。,16,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,17,二、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,K,7.5,时，先采下位,m,2,煤层后，在上位,m,1,煤层中可以进行正常采掘活动,18,比值判别法,2,）多层煤间的判别,有,n+1,层煤层，,m,1,煤层之下有,n,层煤，,当先采下部,n,层煤后，,m,1,煤层还能否开采？,19,多层煤间综合比值,K,z,判别,当综合比值,K,z,6.3,时，,m,1,煤层之下的,n,层煤层先采后，在,m,1,煤层中可以进行正常采掘活动,20,2,、,“,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；,21,三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；,22,三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动，结构不受破坏，下位煤层开采后，上位煤层可以正常开采。,23,“,三带,”,判别法,计算垮落带和断裂带高度，与层间距比较,24,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,25,三,采动影响的空间关系,26,采动影响的空间关系,l,z,=H,(cot,3,+cot,0,),27,四、急倾斜煤层上行顺序开采,H,h,m,1,m,2,?,先采,m,2,后采,m,1,28,四、急倾斜煤层上行顺序开采,29,五、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。,避免在下煤层之上的岩层中或煤层中先开掘巷道，否则，先掘出的巷道可能受开采影响改变方向和坡度，甚至变形破坏。,对于下煤层之上已有的巷道，应根据重要性和层间距，在下煤层开采前适当加固。,在层间距较近的条件下，下煤层中开采应采用无煤柱开采技术，否则，残留的煤柱将影响到上煤层的正常作业。,30,