煤矿上行开采方法
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采煤方法及工艺
采煤方法及工艺2007-11-23 14:455.2 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。
煤矿上行开采覆岩运动规律研究
ｍ左 右 。工作 面长 度 ２ ０ｍ， ４ 年推进 长度 约 ９ ０ｍ ５ ．
２ 相 似 材 料 模 拟 实 验
本课题 采用 了实验 室 ５ ｍ平 面应 变 相 似材 料模 拟 试验 。 分 析某 矿开 采过 程 中实 验模 型 的受 力变 形 和破坏 情况 ， 演 出煤 岩体 变形 、 推 破坏 机理 ， 以判 定 ３ 一煤 、 Ｉ煤 ４２ 和上 覆岩 体的整 体稳定性 的情 况 。
可采 ， 度 ２ ０ ３ ５ Ｉ平均 ２ ９ 可采厚度 ０ ８ ３ ４ 平 均 ２ ７ ３ 煤距 ４ 煤 ３ 左右 ， 厚 ． ８～ ．８１， Ｔ ．９ｍ； ．６～ ． ８ｍ， ． １ｍ． ５ｍ
４ 煤距 ５ 煤 １０ｍ左 右 。煤 层柱状 图如 图 １ ０ 所示 。 考虑 到初期 投资 和建井 初 期 的经 济效 益 ， 出了先 开采 ５ 提 煤， 再依 次开采 ３ 煤 和 ４ 煤 从 整 体 上形 成 上 行 开 采 的方 案 。 层
关键词 ： 行开采 ； 上 相似 模拟 ； 上覆 岩层 中图分类 号 ：Ｔ ２ Ｄ８２ 文献标 志码 ： Ａ
０ 引 言
某 矿共有 从上至 下依 次为 ３ ４ 和 ５ ３层 可采煤 层 。３ 煤 局部 可采 。位 于延 安组 第 ３段顶 部 、 ～， 埋 藏较 浅 ， 加之后 期剥蚀 裸露 ， 煤层沿 露头风化 自燃 严 重 ， 度 ２ ５ ３２ 平 均 ２９ 可 采厚度 ２ 厚 ．６～ ．０ｍ， ．７ｍ； ． ５ ３０ 平 均厚 ２ ８ 赋 存 区厚度 稳定 ， 明显变 化。夹矸厚 度 ０ １～ ． ． 煤 大部 可采 ， 于 ６～ ．５ｍ， ．５ｍ， 无 ． ０２ｍ ４ 位
层较 厚 ， 翼稍 薄 ， 南 北翼煤 层厚度 在 ２ ８ ．５～３ ５ 之间 ， ． ５ｍ 平均 ３２ ．
煤层群的开采顺序讲解
•竖三带；横五区。 •平衡岩层：在回采过程中能够形成不发生台阶错动的平衡岩层 结构的岩层。 •围岩平衡高度：从下煤层顶板至平衡岩层顶板的高度。
4. 近距离煤层群时的裂隙带高度计算
Coal Mining Science
1）最小垂距h > 下层煤垮落带高度Hxm；
分别按上下煤层厚度计算裂隙带高度，取其大值。
2）下层煤的垮落带厚度接触或进入上层煤范围时；
上层煤按其自身厚度计算；
下层煤，看上下开采的综合开采厚度Mz1-2计算 取大值作为两层煤的断裂带最大高度。
K’>6.3时可正常进行上行式开采。
二、上行式开采的技术条件及判别方法
Coal Mining Science
（一）比值判别法
直接建立起煤层间距和采高的关系。 优点：简单，使用方便； 缺点：过于笼统。
其它判别方法：深入考虑采动影响。
依据：采完后，上覆岩层的变形及破坏情况。
•竖三带：I-垮落带、II-断裂带、III-弯曲下沉带 •横五区：A-原始应力区；B-煤壁支撑区；C-离层区；
综合开采厚度 Mz1-2
式中，M1—m1厚度； M2—m2厚度；
M z1-2
M2
(M 1
h12 y2
)
h1-2—m1和m2间的法线距离；
y2—下煤层的冒高和采高之比。
最小垂距h > 下层煤垮落带高度Hxm 最小垂距h < 下层煤垮落带高度Hxm
（三）围岩平衡法
Coal Mining Science
D-重新压实区；E-稳定区
（二）“三带”判别法
Coal Mining Science
（1）当上下煤层的层间距小于或等于下煤层的垮落带 高度时，上煤层整体性将遭到严重破坏，无法进行上 行开采。
煤矿开采工艺流程
该工艺具有高效率、高安全性、 低成本等优点，但技术要求较高 ，需要专业的操作和维护团队。
综采工艺适用条件
适用于煤层稳定、地质条件简单 的大型矿井。
采煤工艺选择
选择依据
采煤工艺的选择应根据矿井的地质条件、煤层厚度、开采难度等 因素综合考虑。
比较分析
对不同采煤工艺的优缺点进行比较分析，选择最适合矿井实际情况 的采煤工艺。
炮采工艺概述
爆破采煤工艺是一种传统的采煤 方法，通过炸药爆破将煤层崩落 ，然后由人工或机械进行装载运
输。
炮采工艺特点
该工艺具有技术要求低、操作简单 、成本较低等优点，但同时也存在 效率低下、安全风险高等缺点。
炮采工艺适用条件
适用于地质条件较为简单、煤层较 薄的矿井。
普通机械化采煤工艺
普采工艺概述
普通机械化采煤工艺是介于爆破采煤 和综合机械化采煤之间的一种工艺， 主要依靠机械完成采煤和装载运输工 作。
巷道支护施工
永久支护
根据巷道的围岩条件和巷道使用要求，选择合适 的永久支护方式，如混凝土、钢材等。
临时支护
在永久支护施工前，使用临时支护设备对工作面 进行支撑，以确保施工安全。
监测监控
对巷道支护进行监测监控，及时发现和处理异常 情况。
掘进工艺选择
根据矿床类型和开采技术条件，选择 合适的掘进工艺。
发展趋势
随着科技的不断进步，综合机械化采煤工艺将逐渐成为主流，同时 智能化和自动化技术也将得到更广泛的应用。
03
掘进工艺
巷道掘进施工
钻眼爆破
使用钻机在岩体上钻出炮 眼，然后填入炸药进行爆 破，使岩体破碎。
装载运输
破碎的岩体被装载到运输 设备上，经过运输设备将 其运出工作面。
综采工艺适用条件
适用于煤层稳定、地质条件简单 的大型矿井。
采煤工艺选择
选择依据
采煤工艺的选择应根据矿井的地质条件、煤层厚度、开采难度等 因素综合考虑。
比较分析
对不同采煤工艺的优缺点进行比较分析，选择最适合矿井实际情况 的采煤工艺。
炮采工艺概述
爆破采煤工艺是一种传统的采煤 方法，通过炸药爆破将煤层崩落 ，然后由人工或机械进行装载运
输。
炮采工艺特点
该工艺具有技术要求低、操作简单 、成本较低等优点，但同时也存在 效率低下、安全风险高等缺点。
炮采工艺适用条件
适用于地质条件较为简单、煤层较 薄的矿井。
普通机械化采煤工艺
普采工艺概述
普通机械化采煤工艺是介于爆破采煤 和综合机械化采煤之间的一种工艺， 主要依靠机械完成采煤和装载运输工 作。
巷道支护施工
永久支护
根据巷道的围岩条件和巷道使用要求，选择合适 的永久支护方式，如混凝土、钢材等。
临时支护
在永久支护施工前，使用临时支护设备对工作面 进行支撑，以确保施工安全。
监测监控
对巷道支护进行监测监控，及时发现和处理异常 情况。
掘进工艺选择
根据矿床类型和开采技术条件，选择 合适的掘进工艺。
发展趋势
随着科技的不断进步，综合机械化采煤工艺将逐渐成为主流，同时 智能化和自动化技术也将得到更广泛的应用。
03
掘进工艺
巷道掘进施工
钻眼爆破
使用钻机在岩体上钻出炮 眼，然后填入炸药进行爆 破，使岩体破碎。
装载运输
破碎的岩体被装载到运输 设备上，经过运输设备将 其运出工作面。
《煤矿开采技术》课件第3章
⑥为实现合理集中生产，尽量减少同时生产的采区数，避免工 作面布置过于分散。
⑦考虑地质条件的复杂性及其他难以预测的问题，生产矿井至 少要配备一个备用工作面，大型矿井需配备两个备用工作面。对需 瓦斯抽采的工作面，要考虑瓦斯抽采时间。
一、开采计划的编制
2．采区接续计划 编制采区接续计划，应使投产采区或近期接续生产的采区准 备工程量小，时间短，生产条件好。同时生产和准备的采区数目 不宜太多，几个采区同时生产的矿井，备采区接续的时间宜彼此 错开，不宜排在同一年度，必须保证同时生产的采区能力之和能 满足矿井设计能力的要求。
一、三量管理
式中 Zp—准备煤量； Zpg—各采区所圈定的工业储量； Zg—采区内的地质损失； Pd—呆滞煤量，即在准备煤量可采期内不能开采的煤量。
同样，准备巷道没有掘完，不能计入相应的准备煤量。如采区上 山尚未掘完，整个采区的煤量不能列为准备煤量。
一、三量管理
⑶回采煤量 回采煤量是指在准备煤量范围内，已有采煤巷道及开切眼（或 工作面）所圈定的可采储量，也就是采煤工作面和已准备接替的 各工作面尚保有的可采储量。当采煤工作面受开采顺序限制、暂 时不能采煤时（如上部工作面停采）不能计入回采煤量。 2．三量可采期计算 生产矿井或投产矿井的三量可采期按下式计算：
一、沿煤层走向开采顺序
（a）后退式；
（b）前进式
1-采区运输上山；2-采区轨道上山；3-区段运输巷；
4-区段回风巷；5-采煤工作面；6-采区边界线
图3-2 采煤工作面推进方向
二、沿煤层倾斜开采顺序
沿煤层倾斜的开采顺序包括阶段间的开采顺序和采区内各区段 的开采顺序。
采区内各区段间的开采顺序有两种，开采上山采区时有： ⑴下行式。 ⑵上行式。 开采下山采区时，各区段间有上行式、下行式两种开采顺序。
⑦考虑地质条件的复杂性及其他难以预测的问题，生产矿井至 少要配备一个备用工作面，大型矿井需配备两个备用工作面。对需 瓦斯抽采的工作面，要考虑瓦斯抽采时间。
一、开采计划的编制
2．采区接续计划 编制采区接续计划，应使投产采区或近期接续生产的采区准 备工程量小，时间短，生产条件好。同时生产和准备的采区数目 不宜太多，几个采区同时生产的矿井，备采区接续的时间宜彼此 错开，不宜排在同一年度，必须保证同时生产的采区能力之和能 满足矿井设计能力的要求。
一、三量管理
式中 Zp—准备煤量； Zpg—各采区所圈定的工业储量； Zg—采区内的地质损失； Pd—呆滞煤量，即在准备煤量可采期内不能开采的煤量。
同样，准备巷道没有掘完，不能计入相应的准备煤量。如采区上 山尚未掘完，整个采区的煤量不能列为准备煤量。
一、三量管理
⑶回采煤量 回采煤量是指在准备煤量范围内，已有采煤巷道及开切眼（或 工作面）所圈定的可采储量，也就是采煤工作面和已准备接替的 各工作面尚保有的可采储量。当采煤工作面受开采顺序限制、暂 时不能采煤时（如上部工作面停采）不能计入回采煤量。 2．三量可采期计算 生产矿井或投产矿井的三量可采期按下式计算：
一、沿煤层走向开采顺序
（a）后退式；
（b）前进式
1-采区运输上山；2-采区轨道上山；3-区段运输巷；
4-区段回风巷；5-采煤工作面；6-采区边界线
图3-2 采煤工作面推进方向
二、沿煤层倾斜开采顺序
沿煤层倾斜的开采顺序包括阶段间的开采顺序和采区内各区段 的开采顺序。
采区内各区段间的开采顺序有两种，开采上山采区时有： ⑴下行式。 ⑵上行式。 开采下山采区时，各区段间有上行式、下行式两种开采顺序。
采煤方法分类
刨煤机破煤和装煤，用与工作面煤壁平行铺设的 可弯曲刮板输送机运煤，用自移液压支架或单体 液压支柱与铰接顶梁组成的单体支架支护采煤工 作面工作空间，用全部垮落法或充填法处理采空 区。 （4）随着采煤工作面不断向前推进，顶板暴露面积 增大，矿山压力显现较为强烈。
2.壁式体系采煤法的类型
（1）根据开采技术条件煤层按倾角分类：
“三下一上”采煤方法
二、建筑物压煤开采
(一)地表移动和变形对建筑物的影响
1.地表下沿的影响 ❖ 建筑物主要管路的坡度会发生变化，四周的防水坡
也可能造成破坏。特别是由于地表下沉造成潜水位 相对上升，造成建筑物长期积水或过度潮湿时，就 会影响建筑物的强度，以至影响建筑物的使用。 2.地表倾斜的影响 ❖ 地表倾斜后，建筑物也随之歪斜，重心偏移，影响 其稳定性，而且承重结构内部将产生附加盈利，基 础的承压也会发生变化。
斜分层采煤法，适当减小分层开采的厚度，禁用一 辞采全稿采煤法。
“三下一上”采煤方法
三、铁路压煤开采
（二）开采技术措施 5、开采急斜煤层时，应尽量采用沿走向推进ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小姐端伪倾斜
掩护支架采煤法，水平分层采煤法。 6、煤层顶板坚硬，不易冒落时，应进行人工放顶，以防止空
顶面积达到极限时突然冒落而引起地表突然下沉。 7、铁路位于煤层露头附近，或在其下方浅部有煤层或石灰岩
柱式采煤方法特点及适用条件
适用条件及评价
❖ 主要缺点： ①采区采出率低，一般为50—60%左右，回 收煤柱时可提高到70—75%左右； ②通风条件差，进回风并列布置，通风构筑 物多，漏风大，采房及回收煤柱时，出现多 头串联通风。
第二节 柱式采煤方法特点及适用条件
适用条件及评价
❖ 适用条件为： ①开采深度较浅，一般不宜超过300-500m； ②顶板较稳定的薄及中厚煤层； ③倾角在10º以下，最好为近水平煤层，煤层赋
2.壁式体系采煤法的类型
（1）根据开采技术条件煤层按倾角分类：
“三下一上”采煤方法
二、建筑物压煤开采
(一)地表移动和变形对建筑物的影响
1.地表下沿的影响 ❖ 建筑物主要管路的坡度会发生变化，四周的防水坡
也可能造成破坏。特别是由于地表下沉造成潜水位 相对上升，造成建筑物长期积水或过度潮湿时，就 会影响建筑物的强度，以至影响建筑物的使用。 2.地表倾斜的影响 ❖ 地表倾斜后，建筑物也随之歪斜，重心偏移，影响 其稳定性，而且承重结构内部将产生附加盈利，基 础的承压也会发生变化。
斜分层采煤法，适当减小分层开采的厚度，禁用一 辞采全稿采煤法。
“三下一上”采煤方法
三、铁路压煤开采
（二）开采技术措施 5、开采急斜煤层时，应尽量采用沿走向推进ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小姐端伪倾斜
掩护支架采煤法，水平分层采煤法。 6、煤层顶板坚硬，不易冒落时，应进行人工放顶，以防止空
顶面积达到极限时突然冒落而引起地表突然下沉。 7、铁路位于煤层露头附近，或在其下方浅部有煤层或石灰岩
柱式采煤方法特点及适用条件
适用条件及评价
❖ 主要缺点： ①采区采出率低，一般为50—60%左右，回 收煤柱时可提高到70—75%左右； ②通风条件差，进回风并列布置，通风构筑 物多，漏风大，采房及回收煤柱时，出现多 头串联通风。
第二节 柱式采煤方法特点及适用条件
适用条件及评价
❖ 适用条件为： ①开采深度较浅，一般不宜超过300-500m； ②顶板较稳定的薄及中厚煤层； ③倾角在10º以下，最好为近水平煤层，煤层赋
采煤方法——精选推荐
采煤方法概括说，采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合任何一种采煤方法，均包括采煤系统和采煤工艺两项主要内容。
要正确理解“采煤方法”的含义，必须首先了解下列基本概念。
(1)采场用来直接大量采取煤炭的场所，称为采场。
(2)采煤工作面在采场内进行回采的煤壁，称为采煤工作面(也称回采工作面)。
实际工作中，采煤工作面与采场是同义语。
(3)回采工作在采场内，为采取煤炭所进行的一系列工作，称为回采工作。
回采工作可分为基本工序和辅助工序。
把煤从整体煤层中破落下来，称为煤的破落，简称破煤。
把破落下来的煤炭装入采场中的运输工具内，称为装煤。
煤炭运出采场的工序，称为运煤。
煤的破、装、运是回采工作中的基本工序。
为了使基本工序顺利进行，必须保持采场内有足够的工作空间，这就要用支架来维护采场，这项工序称为工作面支护。
煤炭采出后，被废弃的空间，称为采空区。
为了减轻矿山压力对采场的作用，以保证回采工作顺利进行。
在大多数情况下，必须处理采空区的顶板，这项工作称为采空区处理。
此外，通常还需要进行移置运输机采煤设备等工序。
除了基本工序以外的这些工序，统称为辅助工序。
(4)采煤工艺由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序上、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。
这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。
在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。
(5)采煤系统回采巷道的掘进一般是超前于回采工作进行的。
它们之间在时间上的顺序以及在空间上的相互位置关系，称为回采巷道布置系统，也即采煤系统。
(6)采煤方法根据不同的矿山地质及技术条件，可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合，从而构成多种多样的采煤方法。
如在不同的地质及技术条件下，可以采用长壁采煤法、柱式采煤法或其他采煤法，而长壁与柱式采煤法在采煤系统与采煤工艺方面差别很大。
采煤开采方法
第二节 采煤方法分类
• 二、柱式体系采煤方法 • 以房柱间隔进行采煤为主要标志。一般特点：
– 1．在煤层内布置一系列宽为５~7m的煤房，采煤房时 形成窄（短）工作面成组向前推进。房与房之间留设 煤往孟煤柱宽数米至二三十米不等，每隔一定距离用 联络巷贯通，构成生产系统，并形成条状或块林煤柱， 支撑顶板； – 2．采房时矿山压力显现较和缓，用锚杆支护工作空间， 支护较简单； – 3．采煤用爆破或连续采煤机配套设备。采煤在一组房 内交替作业； – 4．采掘合一，掘进准备也是采煤过程，回收房间煤柱 时，也使用同一种类型的采煤配套设备。
采煤方法分类
• 2．厚煤层分层开采的采煤方法
– 开采厚煤层时，利用单一长壁采 煤法来开采将会遇到困难，在技 术上较复杂。煤层厚度超过5 m， 采场空何支护技术、装备目前尚 无法合理解决。因此有时为了克 服单一长壁开采的困难，可把厚 煤层分成若干采高2~3m的分层 来开采。根据煤层赋存条件及开 采技术不同，分层采煤法又可以 分为：倾斜分层、水平分层、斜 切分层三种，前者用于缓斜、倾 斜厚煤层，后两种主要用于急斜 厚煤层（图12—4）。 图12—4 厚煤层分层方法 – 倾斜分层 （a)倾斜分层；（b)水平分层；（c)斜切分层 – 水平分层 1—顶板；2—底板 – 斜切分层
采煤方法分类
• 高度机械化的柱式体系采煤方法，一般又分为房式采煤法 和房柱式采煤法两类。 • 煤柱可根据条件留下不采--房式采煤法—部分回采。 • 在煤房采完后，再将煤柱按要求尽可能采出--前者称为房 柱式采煤法—全部回采。 • 典型房柱式采煤法的基本特点是采用短工作面推进，将煤 柱作为暂时或永久的支撑物，采用连续采煤机、梭车（或 万向接长机）、锚杆等配套设备进行采煤。随着工作面 （房）推进，只用较简单的锚杆支架支护顶板，用于防止 顶板岩石冒落。由于采用锚杆支护增大了工作面空间，为 机械化采煤创造了有利条件。此外，由于采用同类机械采 房与采柱提高了采煤的灵活性。
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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。
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212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50m 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2.2t/工提高到5.5t/工
开滦荆各庄煤矿恒底式上行采煤
9#煤厚69m，倾角020° 伪顶厚0.20.6m， 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。
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
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
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
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
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
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。
枣庄山家林煤矿恒底式上行采煤
2#煤层厚5.5m，倾角为1115°，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4.2m，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。
H
M K 1
h
三 采 动 影 响 的 空 间 关 系
l
ψ
2
s
γ
0
l
β
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x
ψ1
α
lβ 0
lψ 1
L (a)
l
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l x H cot 0 cot 1
l s H cot 0 cot 2
四、急倾斜煤层上行顺序开采 sin 180 ( ) sin( )
2
mn
H n
m n+1
,
K2
H2 M
3
,
K n 1
H n 1 M
n
,
Kn
Hn M
n 1
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；
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；
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
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
荆各庄煤矿回采巷道布置
回采巷道外错半巷
6 5 4 1 2 3 (a) 16m 16m 8m 8m
开切眼均布置在实体 煤中
分层工作面停采线内 错
11 12
7
8
9
10
共采综采工作面26个， 普采工作面8个，炮采 工作面19个
(b) (c)
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。
sin( ) ? H sin( ) h ? H ?
m1 h
m β ?α 2
sin ? h
先采 m2后采m1
H sin( ) h sin
sin
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
1 2
(b)
1
2
(c)
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531m，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。
河南巩县上庄煤矿恒底式上行采煤
4 4 3 2 3 4 1 2 1
(a) (b) 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7080 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。
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 带之上时，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。
“三带”判别法
计算垮落带和断裂带高度，与层间距比较
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
m1
1
m m
2
H2
3
H n-1
mn
Hn
m n+1
多层煤间综合比值Kz判别
m1
Kz
1 1 K1 1 K2 1 K n 1 1 Kn
m m
2
H 1 H2
3
H n-1
当综合比值Kz6.3时，m1煤层 之下的n层煤层先采后，在m1 煤层中可以进行正常采掘活动
K1 H1 M
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。
2
1 4 3
5 6
5 6
沿煤层底板采中分层时，顶板压力变小，煤 壁无片帮现象。
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
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 H M
2
m1
H
K7.5时，先采下位m2煤层 后，在上位m1煤层中可以进 行正常采掘活动
m
2
比值判别法
2）多层煤间的判别 有n+1层煤层，m1煤 层之下有n层煤，当 先采下部n层煤后， m1煤层还能否开采？