文档介绍：煤层群上行开采技术
煤炭科学研究总院
文学宽研究员
一、上行开采研究现状
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。
按下行式开采顺序是开采方法的一般技术原则,也是生产矿井常用的开采方法,但在特殊地质和开采条件下,上行式开采顺序在技术、经济或安全方面可能优于下行式开采顺序。
按先采的分层、煤层或煤组相对于未采的对应部分,如图,上行式开采顺序可分为煤层间上行式开采、分层间上行式开采和煤组间上行式开采。
图1 厚煤层分层间、煤层间和煤组间上行式开采顺序
(a)—先采m2煤层,后采m1煤层,煤层间上行开采;
(b)—先采第3分层,而后采第2分层,最后采第1分层,分层间上行开采;
(c)—先采第Ⅱ组煤层,后采第Ⅰ组煤层,煤组间上行式开采
在上行式开采顺序条件下,根据煤层开采后采空区的处理方式,有厚煤层分层充填上行开采、厚煤层分层恒底式上行开采和煤层群垮落上行开采。用水砂充填采煤法分层开采厚煤层时,各分层间要采用上行式开采顺序,只有这样,后采的各分层的顶板总是完整的实体煤,而不是松散的充填材料。
(一)波兰
,采动影响倍数K>6时,可以上行开采;当K∠6时,不宜上行开采。
,综合采动影响倍数,成功进行上行开采;当时,上煤层不同程度破坏,采取技术措施,可上行开采。
, 可正常上行开采。
。
(二)前苏联
,下部采一个煤层时,K>10,成功进行上行开采;K<10时,采取一定措施,可上行开采。
2. 煤层а>45时,K>8,可上行开采。
3. 开采煤层时,上、下层间隔时间为3-12个月。开采煤层时,上、下层间隔时间为3-10个月。
二、煤层间垮落上行顺序采煤法
(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
煤层相距较近时用垮落法处理采空区,先采下煤层后,上煤层将随下煤层采空区上覆岩层垮落,遭受破坏,严重时上煤层无法开采。因此煤层间一般采用下行式开采顺序。
在某些特定条件下,下行式开采顺序可能限制矿井生产能力的增长和新建矿井的建设速度,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,而上行式开采顺序在特定条件下能够避免上述缺陷,并有独特的作用。
1、可以采用上行式采煤的条件
其先决条件是:先采下部的煤层不破坏上部煤层的完整性和连续性,且能给矿井带来较大经济效益。
(1)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;
(2)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;
(3)下部煤层为国家急需的煤种。
2、采用上行式采煤的条件
其先决条件是:在安全上和技术上是优越的。
(1)需要采用上部煤层有冲击地压危险或有煤与***突出危险,下部煤层作为解放层开采。
(2)上部煤层含水丰富,先采下部煤层有利于疏水。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
(6)复采采空区上部遗留的煤炭资源。
采空区上部遗留煤炭资源的原因:
①地质勘探不详,在已采煤层上部又发现了可采煤层。
②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, 但已来不及布置采煤工作面,只好丢弃了上部煤层而采下部煤层。
③因生产任务及经济效益,必须先开采下部主采煤层,而主采煤层与上部非主采煤层在空间上的开采错距未拉开,只好注销上部非主采煤层的部分储量。
④因下行开采顺序与采区布署和生产能力之间产生矛盾,而丢弃了上部非主要煤层的部分储量。