煤矿上行开采方法29页PPT

煤矿开采的顺序

对矿床进行开采的先后次序。一般是先主后次，先上后下，即先采主矿体上部，后采次要矿体和主矿体下部。在同一矿区内，若划分为几个井田，则其开采顺序有：几个井田同时开采、依次开采、同时和依次结合开采三种。同一井田各阶段的开采顺序，一般是自上而下，亦可几个阶段同时开采。同一阶段各采区沿走向的开采顺序，有前进式、后退式和联合式三种。在同一采区内的开采顺序则取决于采矿方法，空场法、留矿法、充填法一般由下而上开采；崩落法是由上而下开采。

分类

1、前进式与后退式：

开采水平内采区的开采顺序有前进式和后退式两种。从满足矿井初期开拓工程量和基建投资少、工期短、投产快的要求出发，采用前进式有利；从便于运输大巷和总回风巷的维护，采后密闭、减少漏风，回收大巷煤柱考虑，采用后退式有利。由于矿井地质和开采技术条件不同，这两类因素在不同条件下表现出来的重要程度不同，在具体的矿井条件下，应根据主要影响因素加以确定。

对于上山采区，尤其是第一水平的上山采区，采用前进式开采可以减少初期工程量和基建投资，工期短、投产快，由于大巷一般布置在底板岩石中，大巷维护、矿井通风、采区防火密闭等都没有什么困难，因此一般均采用前进式。

2、下行开采与上行开采：

上、下水平和上、下煤层之间的开采顺序，从防止采动影响的角度出发，一般均应采用自上而下的下行式开采。同一开采水平内的上、下煤层或煤组分别布置采区时，一般应先采上层或煤组的采区。只有当上、下煤层或煤组相距远，经论证或核查无采动影响关系，又有先采下部煤层或煤组的需要时（如井筒靠近下煤组，要求及早投产；下部煤层或煤组的煤质不同，配产需要等），也可以先采下部煤层或煤组。

开采顺序比较

采用上行式开采有以下优点：由于一次开拓到经济上最优和技术上可能的最大深度，在已开拓的最深水平进行回采，同时，在其上的1~2 个水平进行开拓和采准，那么，上部阶段产生的废石，可以通过废石溜井排放到下阶段已回采结束的采空区中，进行块石充填或块石尾砂胶结充填，形成强度较大的充填体，实现废石不出坑。由于从很大深度上开始回采，回采后的采空区又及时用强度较大的充填料进行充填，完全可以避免岩体发生大规模的移动和整体破坏，地表的破坏和塌陷可能性极小，某些井巷工程可以靠近矿体布置，从而显著地节省基建工程量和采准工程量；同时，由于应力场的重新分布，对减缓硬岩深部开采诱发的岩爆灾害有积极作用。

八连城煤矿31801工作面上行开采可行性报告

八连城煤矿31801工作面上行开采可行性论证报告（共16页）

珲春矿业（集团）有限责任公司生产技术部编制 1

八连城煤矿31801工作面上行开采

可行性论证报告

珲矿公司所属矿井到目前为止，基本来用自上而下即下行开采顺序、由于八连城煤矿31801工作面受特定原因的影响，需要采用上行开采的方式进行回采。工作面上行开采时，由于其下部煤层己经回采完毕，下层煤的上覆岩层必然产生变化，这时可能会对上层顶底板造成一定的影响，甚至可能导致煤层的结构产生一定的变化，其变化程度取决于下层煤层顶板岩性垮落特性以及煤层的间距。因此，我们要通过下层煤层的开采状况、围岩岩性、顶板下沉规律进行分析研究，来确定工作面上行开采方式的可行性。

一、上行开采规律及研究方法

（一）煤层群上行开采的一般规律

1、理论资料上显示上行开采的一般规律：

(1)当下部开采一个煤层时，采动影响倍数K＞7.5，上煤层可正常进行掘进和采煤。如果下煤层采出时留有煤柱，则在下部煤柱对应的上煤层工作面内可能出现局部顶板岩层和煤层的开裂现象，采取一定措施后，可正常进行上行开采。

(2)当下部开采多个煤层时，综合采动影响倍数Kz＞6.3，可在上行煤层正常进行掘进和采煤工作。

(3)上煤层位于下煤层开采的冒落带之上时，一般可正常进行上行开采。

2、国内上行开采实践分析结论：八连城煤矿31801工作面上行开采可行性论证报告（共16页）

珲春矿业（集团）有限责任公司生产技术部编制 2

(1)当下部开采单一煤层时，采动影响倍数K的下限值为6。

(2)当下部开采多个层时，综合采动影响倍数Kz＞6.3时上部煤层可正常进行回采，没有提出Kz的下限值。

(3)上下煤层开采间隔时间大于3个月。

(二)针对31801工作面分析研究方法

针对八连城煤矿19号煤层、18号煤层围岩岩性、工作面布置形式等条件，通过理论计算方法，开展顶板下沉变形规律、采空区在时间和空间上对上覆煤层造成的影响等相关内容的研究，获得31801工作面围岩抗压强度变化范围、安全回采的煤层层间距和上部综采面合理布置及开采时间间隔等关键性参数。根据下部19号煤为已有采空区，确定上部18号煤层再进行综采的上行开采的可行性，提供安全回采可行性临界条件及实施方案，并指导现场应用。

开采《煤矿开采方法》答案

《煤矿开采方法》复习题

一、名词解释

1、石门——与煤层走向垂直或斜交的水平岩石巷道，称为石门。

2、阶段——在井田范围内，沿着煤层的倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干个平行走向的长条部分，每个长条部分具有独立的生产系统，称之为一个阶段。

3、水平——通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，称为“开采水平”，简称“水平”。

4、暗立井——没有直接通达地面出口的立井，装有提升设备，也有主、副暗立井之分。

5、井田开拓——由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程称为井田开拓。

6、井底车场——是联结井筒和井下主要运输大巷的一组巷道和而定的总称，是联结井下运输和井筒提升的枢纽，担负着煤炭、矸石、物料和人员的转运及为全矿井通风、排水、供电服务的任务。

7、前进式回采——先采靠近井筒的采区，自井筒向井田边界方向逐次开采其余各采区，称为前进式开采；采区内工作面自采区上山向采区边界推进，称为前进式回采。

8、矿山压力——就是由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩应力平衡状态，引起应力重新分布，我们把存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称为矿山压力。

9、沿空留巷——就是在采煤工作面采过之后，将区段平巷用专门的支护材料进行维护，作为下区段的平巷。

10、正悬臂——支架悬臂的长段在立柱的煤壁侧，有利于支护机道上方顶板，短段在立柱的采空侧。

11、及时支护——采煤机割煤后，立即移支架，及时支护裸露顶煤然后推移输送机的支护方式称为及时支护。

12、循环进度——采煤工作面每完成一个循环向前推进的距离，是每次落煤深度和循环落煤次数的乘积。

13、放煤步距——是指沿工作面推进方向前后两次放煤的间距。

14、倒台阶采煤法——是指在急斜煤层的阶段或区段内，布置下部超前的台阶形工作面，并沿走向推进的采煤方法。 15、井田——在矿区内，划归给一个矿井开采的部分煤田。

二、填空

1、矿井巷道按服务范围及其用途可分为

第六章采煤方法

第一节采煤方法

一、采煤方法选择

1．开采条件

一采区内12、15号煤层间距43.35m，其导水裂隙带高度(53.37m)大于两层煤层间距，若采用上行开采，可能会产生12号煤及顶底板物理力学性质发生变化：在掘进及回采工程中出现巷道顶板破碎，裂隙发育，部分地段底板松软，采动后有可能出现底板裂隙，容易造成支柱钻底，不利于超前支护管理以及15号煤采空区瓦斯通过裂隙进入12号煤层回采工作面等问题。本次设计针对上述情况，可采取加强巷道支护(巷道破碎段可采用U型钢支护)、适当加大回采工作面支护设备的工作阻力并加强通风等措施得以解决。因此一采区内采用上行可采虽对12号煤层有一定影响，但通过采取技术安全措施是可行的。

2．可供选择采煤方法：

（1）分层开采：

分层开采虽然技术成熟，但工序复杂，掘进率高，厚煤层分层开采，掘进工程量相对较大。

放顶煤开采：

放顶煤开采与分层开采相比有以下明显优点： a、煤层掘进量小，掘进费用低，缓和了采掘关系；

b、减少了搬家倒面次数，节省了设备搬迁、安装的工作量和费用；

c、较分层开采对煤层厚度变化、地质构造适应性强，且减少了铺网工序、材料、工资及巷道维护等费用；

d、工作面处于减压带，降低了支架吨位和支护成本；

e、顶煤利用矿压落煤、装煤、变不利因素为有利因素；

f、有利于矿井的集中控制，实现减面、减人、提高工效的目标；

g、提高劳动生产率，降低成本，比一般回采工效提高2～5倍，经济效益显著，吨煤成本一般降低8～20元。

通过对分层开采和放顶煤开采优缺点比较，结合国内目前技术装备水平及本矿井多年的生产管理经验，因此12号煤设计采用长壁综采一次采全高采煤法，15号煤设计采用长壁综采放顶煤采煤法。

二、工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型

1．回采工作面长度

依据井田15号煤层的赋存状况和开采技术条件，参照《煤炭工业矿井设计规范》的有关规定，并结合国内综采机组开采同类煤层的成功经验，综合确定综采工作面长度为150m。

开采方法名词解释

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1. 矿井巷道：矿井开采需在地下煤岩层中掘大量井巷和硐室。

2. 煤田：在地质历史发展过程中，含碳物质沉积形成基本连续大面积含煤地带称做煤田

3. 井田：在矿区内，划归给一个矿井开采那一部分煤田，称井田

4. 煤层按厚度，倾角分类：按厚度为：○1薄煤层（小于1.3M）○2中厚煤层（1.3~3.5M）○3厚煤层（大于3.5M）按倾角分类为：○1近水平煤层（小于8度）○2缓倾斜煤层（8~25度）○3倾斜煤层（大于45度）

5. 煤层按赋存条件分类：A单斜构造煤层B褶曲构造C断层构造

6. 阶段：在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高把煤层划分为若干平行于走向长条部分，每个长条部分具有独立生产系统，称阶段。

7. 开采水平：通常将设有井底车场，阶段运输大巷且担负全阶段运输任务水平，称为开采水平

8. 采区：在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干个具有独立生产系统块段，称采区

9. 区段：在采区范围内，沿煤层倾斜方向将采区划分为若干个长条部分，其称区段

10. 矿井储量：指井田内可采煤层全部储量

11. 生产能力：指矿井设计中规定在单位时间内采出的煤炭数量

12. 生产系统：指煤矿生产过程中提升，运输，通风，排水，人员安全进出，材料设备上下井，矸石出运，供电，气，水，等巷道线路及设施，总称生产系统

13. 矿井各类巷道：A按空间位置形态分：垂直，水平，倾斜巷道；B按服务范围、用途分：开拓、准备、回采巷道

14. 矿井服务年限：指矿井可采储量，设计生产能力，并考虑储量备用系数计算出矿井开采年限

15. 矿井开拓方式：A按井筒形式：立井、斜井、平硐开拓及综合开拓；B按开采水平数目：单水平和多水平开拓；C按阶段内布置方式：采区式，分段式，和带区式

16. 斜井开拓：主副井筒均为斜井开拓方式；立井开拓：主副井均为立井开拓方式平硐开拓：利用水平巷道从地面进入煤体开拓方式综合开拓：利用三种基本开拓方式两种或以上的井硐开拓方式。

煤矿特殊开采方法

岩层移动：因采矿引起采空区附近及上履岩石的移动、变形和破坏的现象其特征取决于地质因素和采矿因素，其中最主要的是：岩石的结构、力学性质及含水性；煤层倾角、厚度与煤深；采煤方法及开采范围大小因素。

煤壁片帮受支撑压力的影响，煤壁附近的煤体被压碎后脱离煤壁的现象

从煤层直接顶板开始，由下向上依次垮落、断裂、离层、弯曲，对移动期间和移动稳定后的上履岩层按其破坏程度不同，大致划分为垮落带、断裂带、弯曲带。

垮落带：由采矿引起的上履岩层破坏并向采空区垮落的岩层。

垮落带特点：1）长壁工作面回柱放顶或移架后，与煤层毗邻的直接顶失去支撑力破碎成大小不一和形状各异的岩块，逐层垮落堆积在底板上，俞是靠近煤层的直接顶岩层，其垮落后俞是破碎和紊乱。分不规则垮落带和规则垮落带两部分。2）岩石的碎胀性使垮落带岩石的体积明显增大，生产期间，垮落后的直接顶岩层的碎胀系数一般可达1.3-1.5。3）垮落带高度取决于采出厚度、上履岩层的岩性、碎胀系数和煤层倾角。Hk=M/(k-1)cosa Hk-垮落高度，M-煤层采高，k-岩石碎胀系数。a-煤层倾角。

断裂带：垮落带上方的岩层产生断裂或裂缝，但仍保持其原有层状的岩石带。曾称为裂隙带。

断裂带岩层破坏的特点：1）垮落带之上的各分层岩层在弯曲下沉过程中，若承受的拉应力大于其抗拉强度，厠岩层层面上将出现垂直于层面的拉伸裂隙2）各岩层之间产生平行于层面的离层，离层裂隙的宽度靠下部分较大，靠上部分较小3）断裂带中的岩层分布着大致平行于层面和垂直与层面的裂陷，这些裂隙相互沟通，明显地降低了岩体的隔水性能4）断裂带随开采空间向上发展，当开采空间扩展到一定范围后，断裂带高度达到最大，开采范围继续扩大，断裂带高度不再发展，并随时间推移，岩层趋于稳定，断裂带上部裂隙逐步闭合，其高度也随之降低5）厚煤层第一分层以后的开采时断裂带高度上升，但上升的幅度较初次采动大为减小。

弯曲带：断裂带上界至地表的岩层称为弯曲带，曾称弯曲下沉带或整体移动带。

《煤矿开采学》教案

绪论

学习目的与要求：本章主要介绍我国煤炭工业分布情况、发展历史、发展现状、发展趋势及存在问题以及煤矿开采的基本概念、研究学习方法。要求学生了解我国煤炭工业的发展在国民经济中的位置及煤矿开采学的基本内容。

本章重点与难点：了解煤炭发展历程、现状、趋势以及煤矿开采学基本内容

课时安排：1课时

授课内容：

一、我国煤炭工业分布情况

煤炭工业的粮食各行各业煤炭占我国的一次能源的70%左右,水、核、石油占20％左右。

储量一万亿吨以上，如果没有新的替代能源产生的话，可采150以上。神府14亿，准格尔更大，是世界上煤炭资源丰富的国家之一，发展煤炭工业具备资源条件。

由于地广、煤多，分布不均衡（东南缺、西北丰、西南求略大于供、东北适度）,决定了采煤方法五花八门,种类繁多。美国是柱式体系,利用煤炭的历史七千多年，解放初到80年代，是发展最迅速的时期期，增长33倍,30年的时间，年递增12％.

二、我国煤炭工业的发展现状

目前年产量已达19个亿，居世界首位。

综采面：平均年产约100万吨，最高1000万吨,多集中在山西和陕蒙交界的神府。

普采面：平均年产约40万吨，最高90万吨.

炮采面：平均年产约15万吨，最高50万吨

出现了5。5m厚煤层一次采全高采煤法 6m以上厚煤层综采放顶煤采煤法。

三、我国煤炭工业的发展存在问题及发展趋势

存在问题：资源、环境、就业、发展均衡、安全等；

发展趋势:安全高产高效、自动化、集约化、信息化、技术和管理科学化

地位:石油逐渐短缺。煤炭是长久能源。正在发展煤的气化和液化。近几年煤炭行业发展速度加快，产量继续增加，前途光明。

四、煤矿开采学的概念、内容

煤炭开采学――是研究煤矿开采技术的综合性技术科学。

研究：采、掘、机、运、通、排。

战胜井上下的各种不利条件：暗、脏、湿、累、险。煤矿开采学的基本内容：理论结合实际地阐述适应不同煤层赋存条件的各种采煤方法、准备方式、井田的开拓方式及设计等有关问题.阐述回采工作面—-采面布置及系统-—井田开拓之间的关系。

采煤方法及工艺

2007-11-23 14:45

5.2 采煤方法及工艺

5.2.1 采煤方法及工艺的选择，应符合下列规定：

1 选择采煤方法，应根据地质条件、煤层赋存条件、开采技术条件、设备状况及其发展趋势等因素，以安全、高效、低成本、高回收率为目的，经综合技术经济比较后确定；

2 大型矿井应以综合机械化采煤工艺为主，条件适宜的中型矿井，也宜采用综采工艺；

3 设计生产能力3.OMt／a及以上的矿井，条件适宜，应采用先进成套综采设备，设计高产高效采煤工作面。

5.2.2 缓倾斜、倾斜煤层采煤方法及工艺的选择，应符合下列规定：

1 缓倾斜、倾斜煤层一般应采用长壁采煤法。当煤层倾角大于12°时，宜采用走向长壁采煤法后退式开采；当煤层倾角小于12°且条件适宜时，可采用倾斜长壁采煤法后退式开采；

2 低瓦斯矿井，地质构造简单，煤层厚度小于2.5m，煤层不易自燃，可采用长壁采煤法前进式开采；

3 煤层倾角大于35°时，可采用伪斜走向长壁采煤法后退式开采；

4 地质条件、煤层赋存条件及开采技术条件适宜时，可采用连续采煤机开采的房柱式或短壁采煤法；

5 厚度5m以上的无煤与瓦斯突出危险煤层，符合现行《综合机械化放顶煤开采技术规定》条件的，宜采用综放开采工艺。不具备综放开采条件的，应采用分层综采或分层普采工艺；

6 厚度4.0～5.5m的煤层，地质构造较简单、煤层赋存稳定、煤层较硬，宜采用一次采全高综采工艺。不具备一次采全高综采工艺条件的，宜采用分层综采或普采工艺；

7 厚度1.5～4.Om的煤层，地质构造简单、煤层赋存稳定，应采用综采工艺。不具备综采条件的，宜采用普采工艺；

8 厚度1.5m以下的煤层，条件适宜，应积极推行薄煤层综采工艺。不具备综采条件的可采用普采工艺。

5.2.3 急倾斜煤层采煤方法及工艺的选择，应符合下列规定：

1 厚度大于15m的无煤与瓦斯突出煤层，条件适宜，应采用水平分段综采放顶煤工艺。不适宜综采放顶煤开采工艺时，可采用水平分层普采或爆破装煤开采工艺；

东保卫煤矿大倾角“110工法”切顶留上巷技术的研究与应用

东保卫煤矿大倾角“ 110工法”切顶留上巷技术的研究与应用

摘要随着矿井难度的增加，针对东保卫煤矿一采区里部布置为上行开采以及采面的地质条件，考虑到工作面治理瓦斯与冲击地压的需求，东保卫煤矿以‘110工法’切顶自成巷工艺为基础，在一采区里部36层-700右面开展研究了“大倾角‘110工法’切顶留巷(留上巷)技术的研究及其应用，实现了Y型通风以及无煤柱开采，有效地解决了治理高瓦斯与冲击地压耦合灾害的难题。

关键词上行开采大倾角 110工法 Y型通风高瓦斯冲击地压

1.

工作面基本概况

东保卫矿综采工作面一采区里部36层-700右面为一采区里部首采面，该区域采用上行开采的方式进行布置，该回采煤层采高为1.71～1.9m，倾角为23～30°，工作面长度174m，顶板为:基本顶4.5m粗砂岩，底板为：直接底0.8m中砂岩、0.06m煤线、老底2.8m粗砂岩。36层煤整体呈单斜构造，根据地质资料，该回采区域范围内断层较发育。

1.

110工法切顶留巷设计方案

通过对采面地质条件及开采条件进行分析，以何满朝院士提出该工艺的核心“拉得住、切得开、下得来、护得住”这十二个字为根本，确定该工艺的各项技术参数；高度重视对切缝钻机、恒阻锚索、聚能管、巷旁墩柱等设备的选择，根据现场的倾角大的实际情况，合理设计好U型钢立柱和码设墙体的方式，具体设计方案如下：

1. 该工作面采取“110工法”切顶自成巷的方式对-600回风巷进行留巷，留巷长度为820米（b4号点至r13点前13m、r6点前44m至r3点前6m），留巷前期对巷道进行补强支护，利用锚索机配合φ28mm钎头打设3排锚索支护顶板，锚索直径21.8mm。

2.

第一排锚索在巷道下帮向上0.9m位置，按走向间距为1.0m铅垂顶板打设，沿走向挂设三眼2.6m钢带，钢带要首尾眼相连，然后用大托盘和锁具锚固。

3.

第二排锚索在巷道顶板距第一排锚索向上1.0m位置，按走向间距为1.0m垂直顶板打设，第三排锚索在巷道顶板距第二排锚索向上1.5m位置，按走向间距为1.0m垂直顶板打设。第一排和第二排位置按穿插打设，第二排和第三排对齐打设，第一排锚索长度为8.3m，第二排、第三排锚索长度为7.3米。

薄煤层托伪顶开采安全高效技术实践

摘要:薄煤层的开采离不开合理的配套设备与回采工艺的改革,经历了几次技术革新后,薄煤层托伪顶开采技术水平得到了提升,实现了标准化的工程质量,薄煤层的开采目前呈现出四个特点:煤矿质量优、开采高效、作业安全、开采快速。本文主要针对薄煤层托伪顶开采技术的不足之处提出一些改善方案。

关键词:薄煤层开采采煤工艺采煤技术

煤矿的开采一般是在地质条件较复杂的地区进行,它的作业难度大,对开采技术的要求比较高,没有对煤层进行托伪顶开采技术的煤矿集团所生产的原煤产品质量很差,能源消耗大,成本高,例如双河煤矿就是如此。原有的传统回采工艺已经无法满足现代煤矿行业的需要,薄煤层托伪顶的开采技术要得到完善,只有革新后的技术才能适应现代煤矿开采行业的需求。

1 薄煤层托伪顶开采的现状

我国薄煤层托伪顶开采具备的有点有很多,例如薄煤层开采的活动范围小,对邻近煤层不会造成影响;薄煤层工作面顶板容易控制,位移不大;它的开采相对比较安全,不会导致地面大面积塌陷。薄煤层托伪顶的开采优点虽多,但在实际的开采操作过程中却存在很多困难,很多因素都限制了薄煤层托伪顶开采技术的实施。合理的薄煤开采技术才能保证开采过程的安全高效,目前迫切需要改变的就是要减少工人的工作强度,完善煤矿开采技术。

2 矿井概况

本文以双河煤矿为例。双河煤矿位于煤田南部,矿井采用分区石门的方式,有火车线从矿区通过,交通十分便利,双河煤矿的年产值非常高,它有13个可采煤层,年产量按110万吨来计算,它够开采20年。由于双河煤矿开采的地势条件极为复杂,开采深度不断增加,煤矿的倾斜倾角开始逐渐变大,久而久之,煤矿区内的地温越来越高,出现了一些不利于煤矿开采的因素,加大了煤矿开采的难度。煤质较好的地段位于浅部,煤质页岩较厚的煤层位于中部,含有较高的灰份,如果要将整个煤矿层一起开采,机械超负荷的工作,这样会损坏煤矿开采设备,原煤的质量也会大大降低,销售市场更是无望。为了在低消耗的前提下提高原煤的质量,煤矿的开采方法和煤矿工艺必须革新。