1、第五章第五章 倾斜分层下行垮落采煤法倾斜分层下行垮落采煤法倾斜分层倾斜分层将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的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。分层，然后逐层开采。回采顺序：回采顺序：下行式下行式 先采顶分层，依次下行回采各先采顶分层，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分层，垮落法管理顶板，称倾斜分层下行垮落采煤法。煤法。分层同采：分层同采：在同一区段范围内，上、下分层工作面在同一区段范围内，上、下分层工作面错开一定距离同时采煤，称：错开一定距离同时采煤，称：“分层同采分层同采”分层分采分层分采 ：在同一区段范围内，采完一个分层后再：在同一区段范围内，采
2、完一个分层后再采下一个分层称采下一个分层称“分层分采分层分采”或或“大扒皮大扒皮”第一节第一节 示例示例一、分层同采的采区巷道布置一、分层同采的采区巷道布置条件：厚煤层，分三层，条件：厚煤层，分三层，=15=15O O，埋藏稳定，埋藏稳定，低沼气矿；低沼气矿；沿倾斜划为沿倾斜划为3 3 5 5个区段个区段（一）采区巷道布置（一）采区巷道布置1 1、采煤方法：、采煤方法：1 72 11 02 02 2311 91 1451 8391 02 01 41 2 782 211 91 761 322 11 51 3981 51 31 27l61 1261 01 22 01 8541 41运输大巷；运输大
3、巷；2回回风大巷；风大巷；3采区下部采区下部车场；车场；4运输上山；运输上山；5轨道上山；轨道上山；6采采区上部车场；区上部车场；7甩车甩车场；场；8下区段回风石下区段回风石门；门；9区段轨道集中区段轨道集中平巷；平巷；10区段运输区段运输集中平巷；集中平巷；11联络联络巷；巷；12溜煤眼；溜煤眼；13回风石门；回风石门；14上上分层运输平巷；分层运输平巷；15上分层回风平巷；上分层回风平巷；16采区变电所；采区变电所；17绞车房；绞车房；18区段溜区段溜煤眼；煤眼；19采区煤仓，采区煤仓，20中分层运输平巷；中分层运输平巷；21中分层回风平巷；中分层回风平巷；22行人联络巷行人联络巷 2 2
4、、巷道布置特点、巷道布置特点 1)巷道名称：巷道名称：2)巷道布置特点巷道布置特点:阶段运输大巷阶段运输大巷(1)和和 回风大巷回风大巷(2)均布置在距煤层均布置在距煤层15 20m的底板岩石中。的底板岩石中。各分层采用集中（共用）上山、集中（共用）区段各分层采用集中（共用）上山、集中（共用）区段平巷平巷 联合布置方式（之一）联合布置方式（之一）1 1451 8391 02 01 41 2782 211 91 761 322 11 5i i、集中上山、集中上山 轨上（轨上（5 5）和运上（）和运上（4 4）均布置在距煤层）均布置在距煤层15m 15m 的底板岩石中，且在层位上错距的底板岩石中，
5、且在层位上错距 2m2m（运（运“上上”在下，轨在下，轨“上上”在上）在上）1 1451 8391 02 01 41 2782 211 91 761 322 11 5iiii、集中运输巷（、集中运输巷（1010）布置在距煤层）布置在距煤层8 8 10m10m的底板岩石中。的底板岩石中。iiiiii、区段集中轨巷（、区段集中轨巷（9 9）提前在下区段顶）提前在下区段顶分层回风巷位置开掘，超前（分层回风巷位置开掘，超前（1010）掘进，）掘进，为（为（1010）定向。）定向。1 1451 8391 02 01 41 2782 211 91 761 322 11 5从（从（9）每隔）每隔200m 开
6、（开（11）沟通各分层。最后一）沟通各分层。最后一个（个（11）距采区边界约）距采区边界约200m。IV、集中区段平巷与分层平巷间联系、集中区段平巷与分层平巷间联系（10）（12）沟通各分层机巷；沟通各分层机巷；（9）（11）沟通各分层机巷；沟通各分层机巷；从最后一个（从最后一个（12）反向掘（）反向掘（14）至采区边界，）至采区边界，从最后一个（从最后一个（13）反向掘（）反向掘（15）至采区边界。）至采区边界。9131211101313133）顶分层采面）顶分层采面顶分层（顶分层（14）、（）、（15）超前采面两个（超前采面两个（12）掘进。掘进。（14）开切眼开切眼（15）顶分层工作面。
7、）顶分层工作面。9131211101313131 191 01 41 21 321 54）I 区段区段i、利用总回风巷（、利用总回风巷（2）作为轨道集中巷，每隔）作为轨道集中巷，每隔200m左左右开掘区段回风小石门（右开掘区段回风小石门（13）沟通各分层风巷。）沟通各分层风巷。（如采用采区小风井，则另开集中岩石巷）。（如采用采区小风井，则另开集中岩石巷）。iiii、从（、从（1010）每隔）每隔200 200 400m 400m（一台刮板运输机有（一台刮板运输机有效铺设长度，当用吊挂胶带机时，联络眼间距可扩效铺设长度，当用吊挂胶带机时，联络眼间距可扩大到大到400m 400m ）掘溜煤眼（）掘
8、溜煤眼（1212）沟通各分层机巷，最）沟通各分层机巷，最后一个（后一个（1212）距采区边界约）距采区边界约200m200m。9131211101313135）分层同采时集中轨道巷（）分层同采时集中轨道巷（9）作用：）作用：服务于各（顶、中、底）分层之辅助运服务于各（顶、中、底）分层之辅助运输。输。探清煤层走向变化，为（探清煤层走向变化，为（1010）定向；同）定向；同时满足顶分层超前平巷施工定向和泄水时满足顶分层超前平巷施工定向和泄水 利用（利用（9 9）掘二、三分层超前运输机巷，）掘二、三分层超前运输机巷，掘进煤掘进煤由（由（1212）(1010）运出；）运出；物料物料由（由（9 9）（1
9、111）。采掘无干挠。）。采掘无干挠。缩短区段准备时间，利于接替缩短区段准备时间，利于接替 6）联络眼（）联络眼（11）的开掘方法）的开掘方法 问题：问题：顶分层与中、底分层的联络顶分层与中、底分层的联络眼间距相同否？间距相同眼间距相同否？间距相同 如何布置？如何布置？i、顶分层顶分层 (11)沿煤层顶板开掘，每沿煤层顶板开掘，每200m 一个，沟通（一个，沟通（14）iiii、二、三分层二、三分层 （1111）下口不动，上）下口不动，上段向下卧底，形成斜巷，分别沟通二、三段向下卧底，形成斜巷，分别沟通二、三分层机巷（超前平巷），形成系统。分层机巷（超前平巷），形成系统。7）第二区段开采）第二
10、区段开采 第一区段采完后：第一区段采完后：（9）作为下区段顶分层回风巷，）作为下区段顶分层回风巷，（10）作为集中轨巷）作为集中轨巷。更换运输设备。更换运输设备。9131211101313138）区段集中巷与上山间联络）区段集中巷与上山间联络（10）（18）运上（运上（4）（9）（7）轨上（轨上（5）可知：分层同采，必须有可知：分层同采，必须有 ：共用区段集中机巷；共用区段集中机巷；用区段集中轨巷。用区段集中轨巷。98718541410（二）巷道掘进顺序（二）巷道掘进顺序 1 1、原则：、原则：2 2、顺序：、顺序：3 3、生产中，随分层工作面推进，继续掘上分、生产中，随分层工作面推进，继续掘
11、上分层超前运输和回风平巷，超前距保持两个溜层超前运输和回风平巷，超前距保持两个溜煤眼与之相通煤眼与之相通 4 4、中分层准备、中分层准备 （1）上分层工作面采过第一个溜煤眼之后，上分层工作面采过第一个溜煤眼之后，再准备中分层。再准备中分层。自（自（9 9）（1111）在假顶下，反向掘（）在假顶下，反向掘（2020）开）开切眼，自切眼，自（2 2）（1313）（2121）巷道掘进顺序巷道掘进顺序同中分层准备之理，准备底分层工作面。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，以备接替第二区段顶分层工作面，以备接替 91312
12、1110131313（三）生产系统（三）生产系统 haulage system 物料：（物料：（material,equipment）ventilation system ventilation system 采面、新风采面、新风 (fresh air)(fresh air)掘进通风：分层超前平巷掘进，局扇掘进通风：分层超前平巷掘进，局扇 供电：供电：地面地面35kV35kV变电站变电站付井付井6kV 6kV 井底车井底车场中央变电所场中央变电所6kV6kV送至采区变电所送至采区变电所 送采掘送采掘面（面（1140V1140V或或3300V3300V、660V660V、380V380V、127
13、V127V）压风：压风：供水：供水：二、分层同采评价：二、分层同采评价：1 1、优点：、优点：1 1）实行上下分层同采，增产潜力大，能集中生产；）实行上下分层同采，增产潜力大，能集中生产；2 2）为超前回采工作面推进分层平巷和多头掘进提）为超前回采工作面推进分层平巷和多头掘进提供了条件，缩短了供了条件，缩短了 准备时间，利于接替；准备时间，利于接替；3 3）第二分层以下的区段运输平巷均布置在上分层）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；进，维护长度及时间短，维护费用低；4）各
14、分层均可出煤，利用集中运输巷运煤，系统）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；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。）利于假顶防腐和防止煤的自燃发火。分层同采评价：分层同采评价：2 2、缺点：、缺点：1 1）岩石工程量大岩石工程量大（设区段集中平巷及联络（设区段集中平巷及联络巷）巷）2 2）生产系统复杂。）生产系统复杂。3 3）同采工作面能力不易发挥。）同采工作面能力不易发挥。4 4）初期准备时间长。）初期准备时间长。三、分层同采的适用条件：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，随着机械化水平提高，综采放顶煤
15、出现，以及非放顶煤单层工作面生产能力加大，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支护条件改善，分层同采的优点已逐渐弱化，缺点（主要是弱化，缺点（主要是岩石工程量大、生岩石工程量大、生产系统复杂产系统复杂）已日趋明显，分层同采已）已日趋明显，分层同采已少用。少用。技术发展趋势：技术发展趋势：（1）多采用分层分采；）多采用分层分采；（2）“放顶煤放顶煤”四、分层同采的参数四、分层同采的参数1、倾斜分层厚度：普采、倾斜分层厚度：普采2m，综采，综采3.5m；2、工作面长度：、工作面长度：150 200m；3、分层同采的合理错距：、分层同采的合理错距：P356，Fig1
16、7-8五、分层开采的采区巷道布置基本规律五、分层开采的采区巷道布置基本规律1、纵向：、纵向：上山。上山。2、横向：、横向：区段平巷区段平巷 分层同采时，有区段集中平巷。分层同采时，有区段集中平巷。分层分采时，可不设区段集中分层分采时，可不设区段集中平巷。平巷。3、纵横相联：、纵横相联：上、中、下车扬。上、中、下车扬。4、硐室：、硐室：煤仓、绞车房、变电所。煤仓、绞车房、变电所。5、附属上述巷道的联络巷。、附属上述巷道的联络巷。问题：问题：该采煤方法巷道布置基本规律？该采煤方法巷道布置基本规律？第二节第二节 采煤系统分析采煤系统分析 区段分层平巷布置形式区段分层平巷布置形式1倾斜式（内错式、外错
17、式）适用煤层倾 角小于1520，多用内错式。2水平式：适用煤层倾角大于2025。3垂直式：适用煤层倾角小于810。采煤系统分析采煤系统分析区段集中平巷布置方式区段集中平巷布置方式区段集中平巷布置方式 1一煤一岩方式：轨道集中巷布置在煤层中 运输集中巷布置在岩石中2“机轨合一”方式：轨道集中巷及运输集 中巷合并为一条巷道 多布置在岩石中 区段岩石集中平巷的位置区段岩石集中平巷的位置区段岩石集中平巷的位置 集中平巷位置的要求集中平巷位置的要求：1）巷道与煤层底板之间的垂直距离应大于812m，2）巷道要布置在底板压力传递影响角之外（2555）。分层平巷与集中平巷的联系方式1.集中平巷;2.联络石门;
18、3.运煤斜巷;4.分层运输平巷;5.分层回风平巷;6.溜煤立眼;7.联络运料斜巷分层平巷与集中平巷间的联系方式分层平巷与集中平巷间的联系方式分层平巷与集中平巷间的联系方式分层平巷与集中平巷间的联系方式 1.石门 2.斜巷 3.立眼上下分层同采时工作面的合理错距 一般时间间隔大于34个月，第二分层以后可适当缩短。特殊：防火灌浆工作面应加大上下分层工作面错距，采用再生顶板更大（612个月）。无区段集中平巷布置 优点：1）系统简单，掘进率低，掘进速度快；2）有利于再生顶板的形成；3）有利于高产高效集中生产。缺点：1）开采强度低，工作面接替布置困难；2）各区段平巷维护长度大，时间长，费 用高；3）上下
19、分层回采间隔时间长，假顶易腐烂，工作面易自燃。适用：综合机械化采煤跨上山回采时的巷道布置 跨上山回采时的巷道布置 布置原则布置原则：1）上山布置在底板稳定岩层中，距底板大于10m；2）避免上山同时受两侧采动影响；3）跨上山后工作面停采线距上山应大于20m；4）不要留设区段煤柱 无煤柱护巷时的巷道布置 沿空留巷（维护困难，少用）沿空掘巷（多用）注意工作面的接续 厚煤层倾斜分层下行垮落采煤法，在上、下区段平巷之间一般都留有护巷煤柱，起到隔离采空区的作用。但造成大量的煤炭资源损失，且留下自然发火的隐患，并且分布在区段煤柱上的支承压力大，使分层平巷不易维护。厚煤柱无煤柱护巷通常采用沿空掘巷的方法，即沿
20、着上区段采空区边缘掘进下区段的分层平巷，或保留上区段的分层运输平巷用作下区段的分层回风平巷。第三节第三节 倾斜分层长壁采煤法采煤工艺特点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再生顶板的工作 顶板顶板 煤层原生顶板煤层原生顶板顶分层采煤工作面顶分层采煤工作面|工艺同中厚煤层工艺工艺同中厚煤层工艺 底板底板 煤层（二分层）煤层（二分层）铺假顶或形成再铺假顶或形成再生顶板（下分层用）生顶板（下分层用）1 1、人工假顶、人工假顶1)1)竹笆、荆笆假顶竹笆、荆笆假顶 竹笆：竹笆
21、：宽宽0.7 0.7 1.0m 1.0m，长，长2.2 2.2 2.4m 2.4m，竹片或细竹用铁丝编成。竹片或细竹用铁丝编成。荆笆：荆笆：宽宽0.9 1.0m，长，长2.2 2.4m，用细，用细铁丝编成。铁丝编成。底梁：底梁：半圆木，或厚木板。半圆木，或厚木板。竹笆、荆笆假顶铺设：竹笆、荆笆假顶铺设：铺设：底梁与煤壁呈铺设：底梁与煤壁呈45 60布置，将布置，将竹笆放在底梁上，竹笆放在底梁上，每片间搭接，用铁每片间搭接，用铁丝联好。腐朽期为丝联好。腐朽期为6 8月。月。垮落矸石胶结性能好垮落矸石胶结性能好时可不铺底梁时可不铺底梁 1526341242）金属网假顶）金属网假顶 金属网假顶一般用
22、金属网假顶一般用12 14#镀锌铁丝编织而成。镀锌铁丝编织而成。网边用网边用8 10#铁丝编成。网孔铁丝编成。网孔20 25mm网孔形状：正方形（经纬网）、菱形、蜂窝形。网孔形状：正方形（经纬网）、菱形、蜂窝形。菱形网：承力好，延展性好，寿命长，广泛应菱形网：承力好，延展性好，寿命长，广泛应用。用。3）塑料网假顶）塑料网假顶塑料网假顶：塑料网假顶：聚丙稀树脂制成的塑料编织而成。聚丙稀树脂制成的塑料编织而成。规格：网带宽规格：网带宽13 16mm，5 6 0.9m或或2.0 0.9mm，网孔，网孔15mm塑料网：无毒、无味，阻燃，抗静电，重量轻，塑料网：无毒、无味，阻燃，抗静电，重量轻，柔性大，
23、耐腐蚀等。柔性大，耐腐蚀等。强度高，寿命长；抗剪性能差；延展性大，易强度高，寿命长；抗剪性能差；延展性大，易形成网兜。形成网兜。4）人工假顶人工假顶铺设方法铺设方法：铺顶网铺顶网 铺底网铺底网 q手工手工q机械机械31245231231铺顶网优点：铺顶网优点：利于改善工作面顶板管理。铺一次网可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，及时为上、下分层服务。刚割过煤后，及时移架铺网，及时支护。移架铺网，及时支护。提高煤质。提高煤质。提高煤炭采出率。采面浮煤在金属网下，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。采下分层时，一并采出。简化回采工艺，提高效率。简化
24、回采工艺，提高效率。2 2、再生顶板、再生顶板 煤层的顶板为页岩或含泥质成份较高的岩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。一般重压下形成再生顶板。一般4 6个月胶个月胶结形成。结形成。二、假顶下回采工艺特点二、假顶下回采工艺特点 1 1、假顶下支护及顶网管理、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，顶板压力周期来压不明显，顶板压力 较顶分层小。较顶分层小。顶板管理的关键是护好破碎顶板。顶板管理的关键是护好破碎顶板。护好破碎顶板技术措施护好破
25、碎顶板技术措施：1）浅截深采煤机；）浅截深采煤机；2）滚筒距网）滚筒距网 100mm；3）及时支护；）及时支护；4）普采面：）普采面：a、采用正倒悬臂错梁直线柱布置；、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；、割煤后及时挂梁，支贴帮柱；c、型钢梁护顶。型钢梁护顶。5）综采面：综采面：掩护式支架，或支撑掩护式支架。掩护式支架，或支撑掩护式支架。2 2、假顶下的放顶工艺假顶下的放顶工艺单体支柱采面单体支柱采面 无密集放顶。无密集放顶。假顶下易拉斜歪支柱、推垮采面，必须设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）抬棚，或打斜撑柱。（戗柱）3、分层采高的控制分层采
26、高的控制 主要控制底分层采高足够。主要控制底分层采高足够。在开切眼、采面及上、下平巷每隔在开切眼、采面及上、下平巷每隔30m向底向底煤打钻孔探煤厚。煤打钻孔探煤厚。三、评价三、评价优点：优点：1）有效解决中倾斜以下厚煤层开采时顶板）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；顶分层以下各支护和采空区处理问题；顶分层以下各分层矿压显现缓和。分层矿压显现缓和。2）安全；）安全；3）采出率高；）采出率高；4）技术经济指标较好。）技术经济指标较好。缺点：缺点：1）铺假顶工作量大；）铺假顶工作量大；2）巷道维护较困难；）巷道维护较困难；3）生产组织管理工作较复杂；）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。）开采易自燃煤层，采取防自燃措施等。四、适用条件：四、适用条件：煤层顶板不太坚硬，易于垮落、直接顶有煤层顶板不太坚硬，易于垮落、直接顶有一定厚度的缓、中倾斜厚煤层。一定厚度的缓、中倾斜厚煤层。分层开采在分层开采在1990年，产量是统配煤矿产量年，产量是统配煤矿产量的的28.1%，目前占，目前占15 20%。
