上行开采与下行开采混合应用技术的研究与实践

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近距离薄煤层综采工作面上行开采技术的探索与研究

近距离薄煤层综采工作面上行开采技术的探索与研究摘要：通过对国内和国外上行开采现状和开采技术的分析对比，结合五矿己组煤层的具体地质条件，根据矿压三带、三区理论和实验室数据模拟实验对己15煤层采用上行开采的可行性研究分析；同时掌握我己组煤层“三带”分布规律、上行开采顶板控制技术、上行开采矿压显现规律、快速推进优化技术，确保了工作面安全高效生产。

关键词：近距离；薄煤层；矿压显现；上行开采1、概述煤层群层间，厚煤层分层间，各层之间一般采用下行开采，在特定的地质和开采技术条件下，由于安全、技术、经济方面某种原因，煤层群采用上行开采会更为有利。

煤层群上行开采是一种特殊开采顺序。

煤层分层间上行开采时，下部煤层先采后，上部煤层的整体性不能遭受到严重破坏，最大程度上制约矿井的机械化水平和矿井的生产能力，同时随着矿井开采时间的延续，煤炭资源的不断减少，矿井面临资源的枯竭，在提高煤炭资源的回收率，是增加矿井服务年眼的重要手段，因此对矿井以前遗留的己15近距离薄煤层上行开采进行探索与研究，以己15-23040采面为实验场地。

2、近距离薄煤层上行开采影响因素的可行性分析煤层群上行开采对上部煤岩层的采动影响程度与开采造成的上覆岩层的垮落、位移特征密切相关。

煤层间距、层间岩层特征、煤层倾角、采高、采煤、采空区处理、时间间隔等是影响煤层群上行开采的主要因素。

2.1 煤层层间距影响因素煤层（群）上行开采的生产实践及科学研究证明，足够的层间距是上行开采的基本条件。

上、下煤层的层间距（或h/m）越大，上覆岩层移动越平缓，倾斜、曲率等变形值越小，越有利于上行开采。

反之，层间距（或h/m）越小，上覆岩层变形愈剧烈，甚至出现台阶下沉。

采场上覆岩层的冒落性破坏及台阶错动是影响上行开采的最大障碍。

该采面己15煤层与己16-17煤层层间距为12.4m。

根据国内外上行开采的成功经验，当上、下煤层的层间距大于20m 的高度时，上煤层发生台阶错动的机率就小，采取一定技术措施，就可以进行上行开采。

关于上、下山相结合开采方式的应用

技术与经济<内蒙古煤炭经济>2008年第4期关于上、下1JJ相结合开采方式的应用崔立军(内蒙古自治区煤炭科学研究所，内蒙古呼和浩特010010)摘要：结合龙湖煤矿的具体情况，分析了上、下山相结合开采方式在煤矿生产中的情况。

关键词：上山下山相结合；开采方式；应用中图分类号：T D82文献标志码：C文章编号：1008—0155(2008)04—0023—02前言矿井在进行开拓布置时，一般均采用上山开采方式。

采用上山开采时，矿井运输能力大。

掘进工序、通风管理和排水系统等都比较简单。

但是随着提升设备的发展，开采强度的逐渐加大，单纯的上山开采方式会造成矿井服务年限缩短，水平接续紧张的局面，不利于矿井稳定有序的生产。

而采用上、下山相结合的开采方式。

不但可以加大阶段垂高，减少井田的水平个数，增加水平储量和服务年限，延缓水平接续时间，而且还节省了巷道和硐室工程量，降低了矿井开拓掘进率，有着比较好的经济效益。

1井田概况龙湖煤矿是七煤(集团)公司上世纪80年代末开始建设的新区，矿区内含煤地层为上侏罗统鸡西群滴道组和城子河组，含煤共105层，煤层总厚73．7m，有41个可采和局部可采煤层，可采煤层总厚40．9m，其中主要可采煤层均赋存于城子河组。

共有16层，占总储量的80％。

本区煤层以倾斜煤层为主，伴以少量的缓倾斜及急倾斜煤层，煤层倾角变化于10’～65。

之间，可采厚度变化于0．5～3．33m之间。

井田内构造主要以断层和向、背斜为主，属高瓦斯、有煤尘爆炸危险矿井。

2问题的提出龙湖煤矿原设计由沈阳煤矿设计院承担，矿井设计生产能力为120万t／a，开拓方式为立井多水平主要大巷分区石门的开拓方式。

全矿井共划分为三个水平：一水平标高为一l O O m，二水平标高为一350m，三水平标高为一600m，开采方式均为上山开采。

由于龙湖矿一水平被浅部小井占用储量较多(现一水平仅剩有工业储量2906．3万t，可采储量2223．6万t)，这就造成一水平(一l O O m以上)服务年限大幅度减少(尚可服务13．2a)，同时也使一水平矿井投资利用率降低。

上行式开采技术在兴安煤矿实践与应用

文献标识码
Ｂ
兴安煤矿位于鹤岗煤田南部，田地层走向为北井１ｌ。，Ｏ— ８东总体为向东倾斜的单斜构造，角在ｌ倾５～４。间，５之年设计能力４０万ｔ目前矿井主要生产集５。中于三水平。为了解决开采接续，高矿井煤炭资源提回收率，延长矿井水平服务服务年限，兴安煤矿自２００７年开始对２层已采区三水平南２７４层煤进行 “ 蹬空 ” 开采——上行开采，后回采了三段（块）一段（先两、于２００９年ｌ２月采完）总计采出煤量１２３万ｔ取得了，４．，较好的应用效果及经济效益。
一
则Ｋ＝０３。我国上行开采实践与研究表明：Ｋ＞．当７５时，一
般可以上行开采，２而７层与２４层之间的采动影响倍数为３，分说明可以进行上行开采。０充１２上行式开采的“ ．三带” 判别当下部煤层开采后，上部顶板随之要发生垮落、断裂及弯曲下沉， “ 即三带 ” 变化，式当上部煤层位于断裂带之上，即位于弯曲下沉带内或其上部，则进行上行开采是完全可行的。２７层开采后，落带、隙带最垮裂
１３上行式开采的间隔时问．根据国内上行开采实践经验，当上下煤层间为坚硬岩层时，煤层开采间隔时间ｔ０１上＝．Ｋ＋３＝６个月。
安全开采，最基本的条件就是要保证２４层处在２７层采空区弯曲带内。根据国内开采研究表明，采下部煤层时，动影先采响倍数由下式进行计算：

上向进路充填法在“三下”矿体开采中的应用

ｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｉｎｅｉｓｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄａｎｄｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔＯｍｉｎｅ．ＩｎｏｒｄｅｒｔＯｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｔｈｅｒｉｖｅｒ，ｒｏａｄａｎｄｂｕｉｌｄｉｎｇｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ，ｕｐｗａｒｄｄｒｉｆｔｍｉｎｉｎｇｗｉｔｈｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｉｎｓｔｅａｄｏｆｎｏｎ — ｐｉｌｌａｒｓｕｂｌｅｖｅｌｃａｖｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｓｔｏｐｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｍｉｎｉｎｇｃｕｔｔｉｎｇｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｒｏｃｋｄｒｉｌｌｉｎｇ，ｂｌａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ，ｏｒｅｒｅｍｏｖｉｎｇａｎｄｂａｃｋ－ｆｉｌｌｉｎｇａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｕｐｗａｒｄｄｒｉｆｔｍｉｎｉｎｇｗｉｔｈｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｈａｓｓｍａｌｌｅｘｐｏｓｅｄａｒｅａａｎｄｌｏｗｄｉｌｕｔｉｏｎｌｏｓｓｒａｔｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．

煤矿上、下山开采的应用

煤矿上、下山开采的应用【摘要】对倾角较小的缓（倾）斜煤层，为了扩大开采水平的垂高和服务范围，增加水平可采储量，要采用上、下山开采方式。

本文主要阐述了煤矿上、下山开采的比较，下山开采应用，辅助水平的应用等问题。

【关键词】煤矿；上、下山；开采；应用对倾角较小的缓（倾）斜煤层，为了扩大开采水平的垂高和服务范围，增加水平可采储量，要采用上、下山开采方式。

1、上、下山开采的比较上山与下山开采的比较是运用原有开采水平进行下山开采与另设开采水平进行上山开采的比较。

上山开采和下山开采在采煤工作面开采上并无太大的差别，而在采区运输、提升、通风、排水和掘进方面却有一些不同。

（1）运输和提升方面在上山开采时，煤矸向下运输，运输能力较大，耗费的动力较少。

而从全矿看，煤矸在上山中和井筒中的运输方向却相反，存在折返运输。

下山开采煤矸向上运输，无折返运输，运输量很少。

而用输送机运煤，下山倾角要小于17°，用矿车运煤时运输能力不大。

（2）在排水方面上山开采时，采区的涌水直接流入井底水仓，一次排到地面，排水系统比较简单在下山开采时，各个采区均要解决采区的排水问题。

下山采区的涌水要先排至阶段的上部水平，再排至地面。

若涌水量较小，要在每区段下部设临时排水硐室及水仓，随着采掘工作开展，要在相应的区段安装排水设备，把采区涌水排至大巷，这就增加排水设备。

在涌水量大时，要在采区下山掘出的同时，在下山阶段下部开掘排水硐室、水仓安装排水设备，要增加排水工作量和排水费用。

如排水系统出现故障，如水仓阻塞、管路损坏等，可能影响下山采区的生产，上山开采就无此问题。

（3）在掘进方面下山掘进的装载、运输、排水等工序比上山掘进时复杂，下山掘进速度很慢、效率低、成本高，特别在下山坡度大，涌水量大时，下山掘进也更为困难，而上山掘进相对容易。

下山掘进期间要比上山掘进需要采取更多的安全技术措施，尤其要采取避免跑车的安全技术措施。

（4）在通风方面上山开采时新鲜风流从上山进入采区，污风经回风上山、回风大巷流往风井，新风和污风均向上流动，沿倾斜方向的风路较短。

李阳煤业上行开采可行性研究

值判别法、 “ 三带” 判别法、围岩平衡法等方法对综采放顶煤上行开采可采煤层具体参数见表一。进行可行性分析，得出了李阳煤业有限公司采用上行开采在技术上表一开采煤层特征参数
可行，安全上可靠，并能取得良好的经济效益的结论。为李阳煤业上煤煤层厚度
性
开采煤层群时，各煤层的开采顺序有下行式和上行式
两种，通常采用下行式开采顺序，因为先采上层煤后采下层煤，上层一般对下层没有什么影响或影响甚小，但在特定的地质和开采条件下，可以采用上行式开采。如上煤层
李阳煤业上行开采可行性研究
张万昂李爱斌赵元王安国（潞安集团李阳煤业）
摘要：针对潞安集团李阳煤业有限公司煤层赋存的特点，利用比资源储量大，占全矿井资源总量的６１．３６％，为主采煤层。
．．
１４
０１１Ｏ０７９
５０２４
简单
局部不稳定
１２６６￣１９０Ｏ
１３．７６
（Ｏ）
开采
泥岩、砂石灰岩质泥岩
有突出危险性，采用上行式开采顺序可减轻突出危险性、上部煤为劣质或不稳定煤层，下部煤质优良，先行开采下部煤层可减少初期投资，提高企业经济效益等。但如果层

5煤层上行开采可行性研究

5 煤层上行开采可行性研究摘要：范各庄矿3X51S工作面，根据工作面附近揭露地质构造情况、与下部7煤层间距、周边开采情况复杂，且存在正在开采工作面的动压影响。

通过对设计区域开采状况、基岩裂隙发育规律、岩层移动特征、开采损害分布等进行了科学分析，在保证该工作面的安全开采前提下，提出了3X51S工作面的开采可行性及设计参数，此项工作对矿井安全生产和长远规划具有重要的意义。

关键词：采煤沉陷；上行开采；可行性；发育规律0引言矿井采用立井、水平集中运输大巷、集中上山、阶段石门开拓方式。

井田划分为三个开采水平，井田范围内共施工七个立井。

各石门配轨道上山、皮带运输上山及通风上山。

目前煤炭工业发展面临的内外部环境更加错综复杂，国内经济在深度调整中曲折复杂，增长乏力，能源结构调整步伐加快，清洁化，低碳化趋势明显，煤炭生产向集约高效方向发展。

范矿公司作为稳产型矿井，原煤产量仍将保持高位运转，同时也面临着资源枯竭的瓶颈，必须加快创新步伐，积极探索实践走内涵发展之路，做好资源挖潜和利用工作，保证生产的衔接，煤炭产量的持续稳定，保障矿井资源的安全、有序和更长寿命开采。

作为矿井重点工作持续进行呆滞储量挖潜，不断拓宽挖潜范围，对一些呆滞煤层探索上行开采可行性，采用上行开采挖潜非常必要。

5煤层煤种优良，精煤回收率高，将其投入开采能够优化产品结构，产生巨大的经济效益；同时对延长矿井寿命，保证矿井持续健康发展具有重要意义。

三水平下山采区煤层赋存有5、7、8、9、12煤层，煤层开采顺序沿用自上而下为下行开采模式。

受区域衔接与煤炭产品合理搭配需要，被迫将三水平下山采区7煤层提前开采，于2015年至2019年回采了3X71S、3X73S工作面，将5煤层暂时呆滞。

2020年根据矿井精煤产量与质量安排，有计划调整精煤产品质量，准备将该区域5煤层纳入生产衔接，采用上行开采模式进行开采。

1.区域开采现状3X51S设计工作面，位于三水平下山采区，设计区域涉及5、7两个煤层。

煤矿开采中综放综采混合开采技术的实践探索

煤矿开采中综放综采混合开采技术的实践探索摘要：工程技术人员在前辈们总结的煤矿技术水平上研发出很多新的煤矿生产技术，并且经过很多的实践慢慢将其完备，这样的方法为煤矿企业管控成本做出很大的贡献，与此同时也为煤矿资源的采煤探索提供出新的技术方法。

本文就相应的煤矿开采中综放综采混合开采技术的使用进行简单的概述。

关键词：煤矿开采；综放综采混合开采技术；实践运用引言煤矿资源的使用范围较为宽广，中国需要很多的煤矿资源。

经过对矿产资源的不断开采，煤矿资源的储备量也在逐渐减少，能够进行使用的质地较好的煤矿资源的数量越发减少，所以采煤技术是否先进对煤矿资源的开采利用率十分重要，也对煤矿资源的使用产生很大的关联，煤矿企业本身所面对的局面也是相当吃紧，因此在目前采煤技术逐步发展的情形下，就综放综采混合开采技术和宣传应该逐步按照计划进行全面的落实，这样才能更好的将新技术的优点和价值有效的发挥出来，缓解采煤资源供应紧张情况。

1.综放综采混合开采技术和现状经过对煤矿采煤工作技术进行更深层次的总结和研究，工程技术人员认为以往的采煤方法已经不能有效的增强单位成本管控，而且在工作效益方面也得不到有效的增强。

所以，在改善以往的采煤技术的水平上，综放综采技术被人们归纳和融合到实际工作中，将煤矿在进行采煤过程中发生的技术问题结合相应生产情况对应进行调整和改进，并融合目前比较先进的生产回采设备设施和技术进行改善，这样从很大程度上改进了以往煤矿采煤中的资源浪费情形，这对目前构建资源节约型社会十分有用。

综放综采混合开采技术虽然具有很强的优点和实用性，但在真正使用的过程中还是会发生相应的技术困难，就这些情况都应该得到工程技术人员和煤矿企业管理人员的高度重视，要尽量保证所有设备操作规范、合理，运用此技术时才能保证其综合价值的展现。

首先，在综放综采混合开采技术的运用中，支架稳定是现场操作技术人员最应该思考的原因，并保证其固定的有效性得到相应的发挥，这是采煤过程中保证安全的首要条件[1]。

上行式开采

技术措施及应用条件
（4）上部为劣质、薄及不稳定煤层，开采困难，长期达不到设计能力。可先开采下煤层或上下煤层搭配开采，以达到设计能力。（5）建筑物下、水体下、铁路下采煤，有时候需要先采下层煤，后采上层煤，以减轻对地表的影响。（6）开采火区或积水区下压煤，有时需要采用上行式开采。（7）上部煤层开采困难或投资很多，或下部煤质优良，从国民经济需要及企业要求效益出发，有时采用上行式开采。（8）复采采空区上部遗留的煤炭资源，等等。
判定方法
设从下煤层顶板至平衡岩层顶板的高度叫围岩平衡高度，则其上行的基本准则是：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时，上煤层应位于断裂带内。上煤层的开采应在下煤层开采引起的岩层移动稳定之后进行。上行开采必要的层间距H可按下式计算：H>h+M/(K1-1) 式中M：下煤层采高；K1：岩石碎胀系数，K1=1.10~1.15；h：平衡岩层本身厚度，按岩（煤）层柱状图确定。
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采场上覆岩体在垂直方向上分为垮落带、断裂带、及弯曲下沉带。
判定方法
从围岩平衡的观点，可以分为非平衡带(即垮落带)、部分平衡带(相当于断裂带的下位岩层)，平衡带(相当于断裂带的下位岩层之上的岩层)。如《走向图》所示，沿走向可分为原始应力区A、煤壁支撑区B、离层区C、重新压实区D及稳定区E。走向图断裂带的上位岩层形成“煤壁及上覆岩层一矸石”为支撑体系的岩层结构。一般岩层自身可形成不发生台阶错动的平衡岩层结构。断裂带的下位岩层形成以“煤壁一支架一矸石”为支撑体系结构的岩层结构。这种岩层结构在支架参与下可获得平衡。采场上覆岩层中具有一定厚度，而强度较高的岩层是控制采场上覆岩层移动的关键，这种起控制作用的岩层称为关键层。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称为平衡岩层。

煤炭上行开采技术研究

煤炭上行开采技术研究[摘要]近年来为了煤炭的可持续发展，我国煤炭行业探索了关于煤炭上行开采技术的可行性。

本文简要地介绍了煤炭上行开采技术的意义，并针对影响上行开采技术的几个因素做了探讨。

【关键词】上行开采；技术研究；煤炭；开采原理随着世界发达国家推行煤炭上行开采技术以来，近年来我国也在以前原始采煤方法占主要地位逐渐运用了上行开采新技术，而且也取得了不错的成果。

煤炭上行开采技术还有望于进一步的改进和探讨，随着不断地实践和水平的不断提高，上行开采技术还会得到更大的发展。

一．煤炭上行开采技术的适用范围从煤炭行业角度来讲，所谓的煤炭上行开采技术指的是在煤炭地层内，对两层或两层以上的有一定间距，并具有开采价值的煤层所运用的一种开采技术。

这种方法是按照先开采下部分煤层，再采上部分煤层的开采顺序。

按照顶板管理方法的不一，一般可以分为三种方式：厚煤层分层恒底式、厚煤层分层填充式和煤层之间垮落式的三种上行开采技术方式。

这种新型的开采方法，在特别的环境中具有它的优势，主要表现在以下几个方面：1.在遇到煤层含水量比较大、顶板淋水的时候可以运用这种方法在煤炭进行下行开采时，会遇到有些矿井的煤层含水量大、顶板淋水的现象，如果在这样的不良环境中进行作业，会严重影响施工人员的身体健康。

在采煤矿区上下山时用胶带运输机所输煤流下滑，运输时矿车粘底，矿车的容量受到有限控制。

这样的局面甚至造成有些煤矿被迫倒闭。

如果在这种情况下采用上行开采技术，对上覆煤岩进行松动，本来的煤岩分布结构被改变，通过裂缝渗透方式让溶洞水到下部份的煤层采空区，可以对上煤层含水起到疏干的效果。

2.在上煤层顶板坚硬、煤质坚硬不容易采出时可以采用这种方法。

在很多矿井采空区顶板岩石长久不冒落，导致悬顶的现象时有发生。

如果采空区面积超过顶板稳定的最大限度，岩层就会出现突发性冒落或整体折断。

这样强大的压力严重影响了工作面的正常生产，综采工作面会出现液压支架损坏以及活柱崩裂的现象。

上行开采技术研究与实践

对永城矿区新庄矿井下部二层开采后对上部三煤层开采所造成的各种影响进行研究。通过煤
现场观测，对二煤开采后顶板岩层形成的三带进行了理论分析和计算，给出了三煤层与二煤层开采的合理时空关系，对三煤层顶底板稳定性进行分析评价，并简要介绍了新庄矿井三ｚ煤
的细砂岩及粉砂岩大于采高，可形成平衡结
构。
式中 —— 与层间岩性有关的系数，可用观测数据回归方
法获得；
三煤层位于二煤层之上平均８ｍ处，三：０煤层处在二煤层顶板平衡岩层上部，且距平衡岩层上部边界６ｍ０
６ ——回归常数。根据岩层移动观测资料及相似材料模拟回归为：Ｔ＝
０１ｃｇ．４ｍ／，煤尘具有爆炸危险性，不自燃。煤层老顶为砂
新庄煤矿位于豫、皖两省交界的河南省永城矿区东部，井田面积２．ｋ２５ｍ，矿井地质储量１４９万ｔ９５年元月３３。１８份开始建设，１９９５年ｌ２月份投产，原设计生产能力９０万ｔａ９７年改扩建后生产能力达到１０万 ∥ａ０６年核／，１９８，２０定生产能力２５万ｔａ３／。采用立井开拓，走向长臂式一次采全高采煤方法。主要可采煤层为二：煤及三煤，三煤部分可采，一和三，煤煤局部可采。
质泥岩，直接顶为细砂岩，直接底为泥岩，老底为细砂岩。
采用倾斜长臂后退式开采，爆破落煤，爆破和人工装

特殊条件下煤层上行开采技术的研究与应用

ＳｅｒｉａｌＮｏ．５３７
现
代
矿
业
Ｊａｎｕａｒｙ．２０１４
Ｍ０ＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总第５３７期２０１４年１月第１期
特殊条件下煤层上行开采技术的研究与应用
杨明明
（大同煤炭职业技术学院）
摘
要
针对某矿由于地质条件的复杂性和历史的原因，造成了采空区上方遗留了具有开采
价值的煤层，研究了该特殊条件下上行开采技术的可行性，并采取措施加以应用，取得了良好的经济效益，为今后煤矿的整合开采提供了可借鉴的经验。关键词上行开采特殊条件高档普采由于周边小煤窑的乱采滥挖、超层越界，破坏了某矿井田。１１煤层位于７煤层下部，由于１ｌ煤层依据这个理论，利用比值判断法可算出上下煤层间距与下煤层厚度的比值：
万ｔ。
式中，Ｈ为上下煤层层间距，７８．９５ｍ；Ｍｚ为下位煤计算得Ｋ＝３９．４７．上行开采的生产实践和研究证明，当比值Ｋ＞
依据雁１４５钻孔分析，７层顶板岩性从下向上：直接顶３．１９Ｉｎ、细沙岩０．１ｍ、煤线、２０．４ｍ中细沙岩互层，底板岩性０．４３ｍ粉砂岩、６．９３ｍ细粒砂岩、４．９３ｍ粉砂岩、４．１５ｍ中粒砂岩、１３．１９ｉｎ含砾粗砂岩。１１层与７层间距平均７８．９５ｍ，１１层煤厚

_浅谈煤炭上行开采技术

第3期　山西焦煤科技　N o.3　2009年3月　S h a n x i C o k i n g C o a l S c i e n c e＆T e c h n o l o g y M a r.2009　·试验研究·浅谈煤炭上行开采技术江　凯①　王　毅　朱育超(中国矿业大学) 摘　要　介绍了上行开采技术,论述了进行上行开采研究的目的及意义,分析了国内外关于上行开采的研究现状,从采场上覆岩层裂隙的变化规律和上行开采与围岩平衡等方面论述了上行开采的机理,并通过对层间距、采高、采煤方法等的分析,论述了影响上行开采的因素。

说明了在传统的采煤方法占主导地位的前提下,上行开采技术有待进一步的研究、实践和完善,但是随着采煤生产技术水平总体的提高,上行开采法将会具有广阔的发展前景。

关键词　上行开采;目的及意义;研究现状;上行开采机理;发展前景中图分类号:T D823　文献标识码:A　文章编号:1672-0652(2009)03-0016-041　煤炭上行开采技术上行开采法就是在一个煤系地层内,含有两层及以上并有一定间距和开采价值的煤层,在开采顺序上是先采下部煤层,然后再采上部煤层。

这是一种特殊的开采顺序[1]。

根据顶板管理方式的不同,有厚煤层分层填充上行开采,厚煤层分层恒底式上行开采和煤层间跨落上行开采[2]。

1.1　研究的目的及意义上行开采法作为一种特殊的开采方法,在特殊的条件下将具有极强的优越性和适用性,主要有:1)适用于上煤层顶板坚硬、煤质坚硬不易采出的条件。

我国有许多矿井采空区顶板岩石长时间不冒落,造成悬顶。

有的矿井工作面悬空面积达1万m2以上,当采空区面积达到顶板稳定的极限时,一定厚度的岩层会发生整体性折断或突发性冒落,这种压力对工作面正常生产构成严重威胁,综采工作面将发生液压支架损坏、活柱崩裂。

弯曲折断、缸体爆炸,以及其他构件的变形破坏。

例如,1961年打通挖金沟矿832盘区,顶板冒落面积达16300m2,冒顶后地表塌陷深达0.5～1m,产生的剧烈暴风吹出井筒,沿途吹倒390多架棚子,通风系统也遭到了很大的破坏。

上行开采技术讨论(杨朝霞)

6、深矿井开采中，先开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。 7、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开采煤层。 2、设计时把薄及不稳定煤层划为不可采煤层，在生产过程中又发现可采。 3、因生产任务及经济效益，必须先开采下部主采煤层。 4、因下行开采顺序与采区部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。
需要采用上行式采煤的条件

1、先决条件：安全和技术上是优越的。 2、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。 3、上部煤层含水丰富，先采下部煤层有利于疏水。 4、上部煤层顶板为坚硬顶板，需要降低上部煤层顶板的周期来压强度。 5、采用条带采煤法开采有一定间距的多煤层，为使保留条带不受重复开采影响。

以上按集团公司要求的内容全部讲解完毕，不妥之处，敬请批评指正。
谢谢大家！
上行开采技术讨论
主讲：杨朝霞
什么是上行开采

上行开采法是指在一个煤层群内，含有两层以上并有一定间距及开采价值的煤层，在开采手段上是先采下部煤层，然后再开采上部煤层。
由于这种采煤方法在实际当中很少应用，目前还缺乏这方面的系统理论研究。

上行开采的优缺点

一、优点

1、准备时间短，出煤快； 2、当煤层顶板含水时，对上部工作面可起到疏导水的作用； 3、有利于排除工作面内的水。 4、可以有效预防煤与瓦斯突出。二、缺点 1、巷道维护条件受限，巷道维护工程量大； 2、增加漏风，不利于防止煤层自燃发火。

上、下山相结合开采方式在龙湖矿的应用

山开采。
少了大量投资，取得了比较明显的经９６３万ｔ可采储量２２３６０．，２．万ｔ，）造成一水平（一１０ｍ以上）０服务的限大幅度
４下山开采的影响因素及采取的措施
工序、通风管理和排水系统等比较简单。但是随着提升设备的发展，开采强度的逐渐加大，造成矿井服务
年限缩短，水平接续紧张，而采用上、山相结合的开采方式，下可以加大阶段垂高，减少井田的水平个数，增
加了水平储量和服务年限，延缓了水平接续，节省巷道和硐室工程量，降低了开拓掘进率，有着比较好的经济效益。
龙湖煤矿采用上、山的相结合开采方式，下减少
减少（尚可服务１．）同时也使一水平大井投资３２ａ，利用率降低。因此为了提高一水平服务年限，高提矿井初期投资利用率，解水平接续紧张的局面，缓需要提前对龙湖煤矿井行深部开采规划。
了井巷工程量和投资，缓解了水平接续紧张关系，延长了水平服务年限，下山开采同时也将带来通风、但瓦斯、排水等方面的问题，下山开采的生产成本增使
加。
３上、山相结合开采方式的应用下
为了保证龙湖煤矿一水平有足够的服务年限，使矿井保持稳产，时也为了解决矿井水平接续紧同张的局面，我们在对龙湖煤矿进行深部开采规划设
维普资讯
总第ｌ４期０

上盘进路下盘水平分层联合采矿法试验研究

４０８１０３
摘要：山岛金矿是我国特大型地采黄金矿山之一，是地采机械化装备程度最高的黄金矿山。新立矿区原设计采用脉内点柱三也式上向分层充填采矿法，因上盘矿岩比较破碎、采难度比较大、石贫化损失率比较高，此设计了独特的上盘进路与下盘水开矿为
三山岛金矿是我国特大型地采黄金矿山之一，也
为黄铁绢英岩化碎裂岩或黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩，英岩化较强，铁矿化较弱，绢黄为浸染状矿化；矿
是地采机械化装备程度最高的黄金矿山。２００８年日
平。全矿由直属、
凿金学段各
２１００年２月
上盘进路下盘水平分层联合采矿法试验研究
李阳，彭康张小刚，，陈卓郝春光王元魁，，
１东黄金集团三山岛金矿，．山山东莱州２１４；６４２
２中南大学资源与安全工程学院，．湖南长沙
况，对这些采场创新性地提出上向进路水平分层联合
采矿法，过在多个采场２年多的试验与研究，高经提了采场的金属量回收率和安全性，增加了经济效益和社会效益，到了预期的目的。达
英岩化花岗质碎裂岩；下盘围岩为黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩或黄铁绢英岩化碎裂岩。矿体呈不规则
水、溶水，程揭露穿脉、Ｔ沿脉有淋水。场主裂面无采

上行开采研究报告1

深井近距煤层覆岩特性与上行开采技术研究项目研究报告1 上行开采研究的必要性与技术思路1.1 上行开采的国内外研究现状上行开采是煤矿生产必须解决的重要课题。

在某些地质及开采技术条件下，上行开采在安全、开采技术及提高经济效益等方面具有独特作用，可以解决下行开采无法从根本上解决的重要问题，能消除下行开采所产生的一些缺点。

因此，合理地运用上行开采有着极其重要的意义。

我国自70年代末期开始关注和试验上行开采问题，并逐渐积累了很多宝贵的经验。

采用上行开采方式，在开采解放层确保矿井安全生产、上下煤层配采达到矿井设计能力、上行开采提高矿井产量和经济效益、复采采空区上方遗留煤层解放呆滞煤量等方面发挥了重要作用。

前苏联库兹巴斯矿区采用上行开采方式提高矿井生产能力，波兰在建筑物及铁路下采煤时，有时也采用上行开采方式，两国都积累了上行开采的实践经验。

国内外在上行开采的研究及应用方面，其主要成果是关于上行开采层间距、上行开采主要影响因素方面，并在缓倾斜、倾斜及急倾斜煤层中试验与应用上行开采。

对上行开采层间距的认识有：比值法、三带判别法、数理统计分析法、围岩平衡法。

上行开采的一系列理论与技术问题急待进行深入的研究与试验。

在理论上，没有研究揭示上行开采覆岩特性，如覆岩裂隙发育规律、覆岩结构分带规律、深井高地压近距离煤层上行开采的岩层结构平衡条件等上行开采的核心理论问题；在技术与方法上没有针对深井高地压的特点，研究提供上行开采的基本层间距判别方法、层间距与上行开采效果的关系、上行开采层间距的区间划分，还不能有效地解决深井近距煤层上行开采可行程度的判别问题；在研究与应用领域上，还不能分析及预测复合顶板煤层上行开采可行性。

总之，现有的经验判别方法，理论基础不足、结果偏于保守、不能判别上行开采可行程度、不能适应深井高地压及复合顶板的上行开采可行性分析。

需要进行深入研究，在上行开采理论基础与技术方法上取得突破。

经检索，国内外尚没有关于深井近距煤层覆岩特性与复合顶板上行开采的研究与实践。

上行煤矿开采技术分析

面计量自动化系统普及面不够，应该采集的计量数据没有纳人到系统管理中，造成基础数据不完整。另外一方面计量系统自身资料和现场资料不符，造成线损模型的创建和计算都存在一定问题。尽管在系统运行中还有不少问题
３上行开采的应用条件２．２比值另法ＪＩＵ当下部开采一个煤层时，比值Ｋ的大小用上行开采在我国的多个矿区成功应用，大判别，即：同同家梁矿７号煤层、平顶山七矿１煤层等的５ＫＨ『Ｉ１上行开采都取得了很好的社会和经济效益，实式中：－Ｋ冒落带高度，删践证明，在下列条件下应用上行是有利的：Ｍ下煤层采高，。一ｍ当上部为劣质、薄及不稳定煤层，开采困当Ｋ７５时，采下部煤层，般可以不难，＞．先一长期达不到矿井设计能力，需要上下煤层或影响在上煤层内进行正常准备和采煤。厚薄煤层搭配开采时；开采火区或积水区下压当下部开采多个煤层时，综合比值Ｋ来煤，用需要上行开采时；当上煤层有煤与瓦斯突出危险，需要开采下保护层时；煤层顶板坚硬、当上煤质坚硬不易采出，周期来压强烈，或有冲击地压危险时建筑物、体及铁路下采煤，先采水需要式中：＝／ＫＨ３一，ＫＩＭ２ＨＩ． … Ｋｎ１＋；卜煤层，后采上煤层时；当上煤层含水量大，需要Ｈｌ， … … ，Ｔｍ２３１Ｈ１ｎ￣ｍｍ煤层到ｉ煤层排除上煤层水患时止煤层开采困难，资较多，１ｑｌ投的距离，１ｒＩ：下部煤层煤质优良，要先行开采时需要解决需ＭＭ，下部各煤层的采高，。２ …一Ｍ一３．Ｉｎ前期浅部小井开采、后期深部大型矿井集中开实践及研究成果证明，综合比值＞－采的压茬关系可以采用上行开采；复采采空区６３时，可正常进行上行式开采。上部遗留的煤炭资源时『些地质和技术条件在某２ “ ＿三带” ３判别法下，建矿井采用下行与上行开采相结合的方新当上下煤层的层间距小于或等于下煤层的式，可减少初期巷道工程量、投资及建井时期，垮落带高度时，层形态将遭到严重破坏，上煤无获得显著经济效益时。法进行上行开采；下煤层间距小于或等于断当上综上所述，矿的上行开采技术在煤矿开煤裂带高度时，上煤层形态只发生中等程度的破采中的应用越来越广泛，了解清楚上行开采技坏，采取一定安全措施后，可正常进行上行开采；术，对煤矿的开采起着非常重要的作用。当上下煤层的层间距大于下煤层的断裂带高度参考文献时，上煤层只发生整体移动，态不被破坏，形可［张华兴，１】李金柱．高条带开采法采出率的方提正常进行上行开采．煤层的开采应在下煤层开法研究媒炭科学技术＿上采引起的岩层移动稳定之后进行。ｌ邓喀中，２Ｊ马伟民，国清．何多煤层开采时条带空不同倾角、同岩性的岩层以及不同组合间位置对岩层移动的影响中国矿业大学学报．不的覆岩，移动及破坏规律不同。对于缓斜煤ｆ常西坤．下大倾角煤层条带煤柱合理尺寸其３１村庄层，层顶板覆岩内为坚硬、当煤中硬、软弱、软研究．极山东科技大学．

上行式开采顺序

（三）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
上下煤层之间的层间距和下位煤层的采厚是影响上行顺序开采的主要技术因素，煤层间或煤层群间能否采用上行式开采的各种判别方法都是围绕层间距和采厚进行的。
1、比值判别法
1）两层煤间的判别
上下煤层层间距与下煤层厚度的比值K计算如图6-7和（6-1）式：
5、煤层倾角
煤层倾角主要影响采场上覆岩层破坏的空间形态。缓倾斜煤层，采场顶板岩层冒落后就地堆积。在采空区边界，由于煤柱支撑，剪切应力大，因此，垮落带及断裂带发育较中部高。倾斜煤层，随倾角增大，采场顶板岩层垮落后会沿煤层底板向下滚动。煤层倾斜下方的顶板受矸石充填，垮落不充分，而倾斜上方的岩层失去垮落矸石的支承，岩层垮落充分。因此，垮落带和断裂隙的不对称，倾斜上方高，倾斜下方低。急倾斜煤层，采空区垮落矸石下滑，上部岩层垮落更充分，垮落带及断裂带的分布形态明显更向上部边界发展。同时，媒层底板亦可发生滑脱来充填采空区。
采用充填法管理顶板后的直接顶，相于用全部垮
落法的裂隙带。因此，采用充填法时的采高M。相当于同样条件下使用全部垮落法的垮落带高度Σh加上采高M，即 M。=（Kp/ Kp一1）M，也就是说，用充填法时的采高M。相当于用全部垮落法时的采高的（Kp/ Kp一1）倍。或者说垮落法的采高相当于采用充填法的采高的（Kp一1/ Kp）；采用充填法的采高相当于采用垮落法时的采高缩小了[1一(Kp一1/ Kp)]。顶板下沉量与采高成正比关系。因此，采用充填法时的顶板下沉相当于垮落法时的（Kp 一1/ Kp）。
K∠6时，不宜上行开采。
K
H M
2．当下部开采多个煤层时，综合采动影响倍数 K2 6 3 ，成功进行