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(shè)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(nèi)，上、下分層任務(wù)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(nèi)，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(luò)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(luò)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(luò)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(luò)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(luò)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。〔如采用采區(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(shè)長度，當用膠帶機時，聯(lián)絡(luò)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(yù)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(luò)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(gòu)成斜巷，分別溝通二、三分層機巷〔超前平巷〕，構(gòu)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(shè)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(wù)面和分層運輸平巷內(nèi)鋪設(shè)刮板保送機，在區(qū)段運輸集中平巷和運輸上山內(nèi)安設(shè)吊掛式膠帶保送機。道路為：分層任務(wù)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(wù)面所需資料運輸?shù)缆罚嘿Y料和設(shè)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(wù)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(luò)斜巷11運至掘進任務(wù)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(luò)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(wù)面。污風由采煤任務(wù)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(wù)面推進分層平巷和多頭掘進提供了條件，縮短了預(yù)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(shè)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(shè)區(qū)段集中平巷及聯(lián)絡(luò)巷〕。消費系統(tǒng)復(fù)雜。第同采任務(wù)面才干不易發(fā)揚。初期預(yù)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(wù)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(fù)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(nèi)錯式和外錯式。內(nèi)錯式—將下分層平巷置于上分層平巷內(nèi)側(cè),即處于上分層采空區(qū)下方,構(gòu)成正梯形的區(qū)段煤柱。各分層平巷內(nèi)錯半個至一個巷道寬度。優(yōu)點：下分層處于上分層應(yīng)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(wù)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(cè),處于上分層煤柱的下面，構(gòu)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(nèi)，維護困難，并且在下分層任務(wù)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(wù)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(yīng)性：對于區(qū)段煤柱尺寸，應(yīng)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(shè)的假頂掘進，容易掌握方向。順應(yīng)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(wù)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(wù)面回采期間，為使軌道集中平巷不致被回采構(gòu)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(shè)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(wù)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(wù)面回采期間，為使軌道集中平巷不致被回采構(gòu)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(shè)寬度足夠的煤柱。區(qū)段運輸集中平巷內(nèi)，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(wù)面效力。采完上區(qū)段后，及時撤除膠帶保送機并鋪設(shè)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(luò)石門，掘進和維護工程量較少，假設(shè)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(nèi)，管理復(fù)雜；在集中平巷與區(qū)段溜煤眼即采區(qū)中部車場結(jié)合處，設(shè)備和線路的布置比較復(fù)雜，需合理處理保送機與軌道的平面交叉問題。適用于：煤質(zhì)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(luò)斜巷；4-采煤任務(wù)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(nèi)應(yīng)力重新分布，區(qū)段集中平巷應(yīng)置于應(yīng)力升高區(qū)之外，通常巷道的合理位置應(yīng)符合兩個要求：巷道與煤層底板之間的垂直間隔h應(yīng)不小于一定的數(shù)值。應(yīng)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(luò)方式分層平巷與集中平巷間的聯(lián)絡(luò)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(luò)，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(luò)，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(jié)合的方式聯(lián)絡(luò)分層運輸平巷與集中平巷，采用石門聯(lián)絡(luò)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(luò)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(jié)合的方式聯(lián)絡(luò)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(shè)備及行人仍采用斜巷聯(lián)絡(luò)。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(wù)面的合理錯距通常下分層采煤任務(wù)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(wù)面的開采應(yīng)間隔較長的時間和間隔；假設(shè)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(wù)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(gòu)成通常需求半年到一年以上的時間，故上下任務(wù)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(yù)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(wù)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(yù)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(luò)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(gòu)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(nèi)上下分層同采，開采強度低，區(qū)段和任務(wù)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(wù)面也難以接替，當采區(qū)內(nèi)有兩個以上采煤任務(wù)面時，就會導(dǎo)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(wù)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(shù)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(wù)面可以跨越上山回采，使上山處于采空區(qū)下方的應(yīng)力降低區(qū)內(nèi)。應(yīng)留意幾點：上山布置在與上部煤層的法線間隔普通應(yīng)大于10m。當上山兩翼均布置有后退式任務(wù)面時，跨采的任務(wù)面必需在另一翼的任務(wù)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(cè)采動的影響，?？绮扇蝿?wù)面跨越上山后的停采線與上山間的程度間隔，普通應(yīng)大與20米跨上山回采時應(yīng)不留設(shè)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(wù)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(luò)巷；11—第二分層任務(wù)面開切眼；12，13—分層回風巷；14—第一分層跨采任務(wù)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(luò)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(yīng)力降低區(qū)內(nèi)，便于維護，并可加大任務(wù)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(shè)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(wù)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(fù)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(fù)時，那么按下區(qū)段分層回風巷的位置另掘新的聯(lián)絡(luò)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(wù)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(shè)假頂或構(gòu)成再生頂板的任務(wù)?！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(shè)鋪設(shè)：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(jié)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(gòu)成網(wǎng)兜。