特殊条件下煤层上行开采技术的研究与应用
上行开采与下行开采混合应用技术的研究与实践

煤
炭
工
程
上 行 开 采 与 下行 开采 混 合 应 用 技 术 的 研 究 与 实 践
盖 增 雪
( 开滦 能源 化工股 份有限公司 ,河北 唐山 0 3 1 ) 60 8
摘
要 :针 对 吕家坨矿 一 0 8 0三采 区至 一 5 9 0首 采 区 ,因 开采 强度 的增 大而造 成 的 采掘 衔 接
7
煤
优化产品结构、均衡稳 定生产。
炭
工
程
2 1 年 第 6期 01
垮落带 以上 为裂 隙带 ,裂隙带 以上 为缓 沉带 。裂 隙带
又可分 为强 裂隙带 ( 漏水 明显 ) 中裂 隙带 ( 水不 明显 ) 、 漏 、
通过上述分析 ,矿业 公 司在 一80水 平三 采 区至 一 5 0 90
衔接紧张 ,严重 制 约着矿 井 的安全 高效生 产 ,为 此 ,决 定
调整采 区内煤层 的 回采 顺序 ,尝试 采取 上行开 采与 下行 开 采混合应用方式 ,即先采 上部 的七 煤层 和最下 部 的十二 煤
层 ,然后再采 中间的八煤层 和九煤层 。
维修工程 量 很 大 ,严 重 影 响该 区域 两个 综 采 队正 常 连 续
中图分 类号 :T 82 D 2
1 概 述
文 献标 识码 :B
文章 编号 :17 ~ 99 2 1)60 0 -3 6 1 0 5 (0 10 -070
虽然较 为 稳定 ,但是 煤 层倾 角 较 大 , 一80 平 三 采 区 至 0水
一
90 5水平首采 区煤层 赋存条件 最好 ,现有 两个综采 队在 区
80 0 水平 三采 区至 一 5 水平首采区的开采力度。而 一 0 水 90 80
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。
煤矿上行式开采可行性分析

煤矿上行式开采可行性分析煤矿是我国主要的能源资源之一,煤炭的采矿工作一直以来都是国民经济发展的重要支撑。
在煤矿开采中,上行式开采是一种常见的开采方式。
本文旨在对煤矿上行式开采的可行性进行分析和探讨。
上行式开采是指从地下向地面进行采矿的一种方法。
相对于下行式开采,上行式开采有一些与众不同的特点,我们将从技术、安全和经济等方面进行详细的分析。
首先,上行式开采在技术上具备一定的优势。
相比较于下行式开采,上行式开采可以更好地解决采场处于下倾斜煤层的情况。
在采掘过程中,上行式开采能更好地控制煤炭的运输,减少了工人在采场中的劳动强度,提高了生产效率。
同时,上行式开采中的支护工艺更加成熟,能够更好地确保工人的安全。
其次,上行式开采在安全性方面具有一定的优势。
相比较于下行式开采,上行式开采能够更好地防止煤层冒顶事故的发生。
由于上行式采矿过程中,矿石是由下往上运输的,这样可以有效地避免煤层冒顶事故的风险。
同时,上行式开采还能够在采矿过程中提前暴露隐患,减少重大事故的发生。
因此,在煤矿开采中采用上行式开采能够有效地提高采矿安全系数。
此外,上行式开采在经济效益方面也具有一定的优势。
通过上行式开采,能够有效地减少煤矿工人的劳动强度,提高工作效率。
相比较于下行式开采,上行式开采能够更好地控制煤炭的质量,提高产量。
同时,上行式开采还能够减少煤矿资源的浪费,提高资源利用率。
因此,在煤矿开采中采用上行式开采对于煤炭企业的经济效益具有积极的促进作用。
但是,上行式开采在实施过程中也存在一些困难和挑战。
首先,上行式开采对于井下设备和施工技术的要求较高。
上行式采矿需要使用专业设备进行矿石提升,需要进行复杂的施工工艺。
这需要矿业企业具备一定的技术实力和资金投入。
其次,上行式开采需要进行更高强度的保护工程,确保井下环境和设备的安全可靠。
这就需要矿业企业具备一定的管理水平和安全意识。
最后,上行式开采相对于下行式开采,需要在地面进行大规模的改造和建设。
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 1 l。 , 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 4 0万 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2 0 07 年开始对 2 层 已采 区三水平南 2 7 4层煤进行 “ 蹬空 ” 开 采——上行开采 , 后 回采 了三 段 ( 块 ) 一 段 ( 先 两 、 于 20 0 9年 l 2月采完) 总计采 出煤 量 12 3万 t取得 了 , 4. , 较 好 的应 用 效 果 及 经 济 效 益 。
一
则 K= 0 3。 我 国上行开采 实践与研究 表明 : K> . 当 7 5时 , 一
般可 以上行开采 , 2 而 7层 与 2 4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 1 2 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 。2 7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 t 0 1 上 = . K+3= 6个 月 。
安全开采 , 最基本 的条件 就是要保 证 2 4层 处在 2 7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 :
济三煤矿特厚煤层放顶煤条件下上行开采研究

用)6 76万元 。 72.
根据该 区域 1煤层 赋 存情 况 , 着 投 资少 、 本 见效 快、 安全工效高 等 的原则选 择普 采 , 壁式 采煤 法 , 全部
21年 期 0 第4 0
.撼j 技 糸 i ; 斜l
1 3 7
估算选择 上、 下煤层之间为 中硬岩计算可得 :
t 33 ( ) = .7 月
档普采工作 面单 产和工效较炮采工 作面分别提高
5 % 和 6 % 以 匕。 0 5
1 层开采 区域对应 的 3 层 煤 均 已回采近 1 。 0年时 间, 远远超过估算数值。原 有应力 相对稳定 , 明从 时 说 间上可进行反程序开采。 终上所述 , 层煤反程序开采在理论上可行。 1
中系数最大 16 从 工作 面前 方 1m开 始进入 垂直应 .4, 5 力 降低 区, 靠近工作 面煤 壁时垂 直应力 基本降 为 0 。
2 2 巷 道 围岩 变形 情 况 .
本工作面老顶 初 次来压 总 体强 度较 弱 , 动载 系数 为 11 主要矿 压 显 现有 : 架 工作 阻 力相 对 较 大、 ., 支 煤 壁受压纵 向裂 隙较 多并有 明显 的片帮 、 辅顺超 前支 护 段有煤体压裂声 响 , 与该 矿其 他工 作 面初次 来压 显 但
照下述方法估 算。 当上 、 下煤 层之间为 中硬 岩 层时 , 下煤 层开 采 上、 的间隔时间可按下式确定 : t 0 0 K+ ( ) = .8 3 月 采动影响倍数 。
垮落法管理 顶板 。 由于开 采煤层 极薄 , 采煤工作面生 产能力低 , 采用 炮采工艺 , 单产低 , 工效低 , 劳动强 度大 , 职工 因此该 区 域1 煤开采建议采 用现在较 为成熟 的薄 煤层高档普采 工艺 。据在 岭子煤 矿调研 , 同等开采 技术条件下 , 在 高
陈家裕煤矿上行开采技术可行性分析

煤层 回采后其“ 三带” 的特征及 7号煤层在 8 号煤层 开挖后的围岩
应力特征及变形情况进行了分析研究 。模拟岩层力学参数见表 1 。 表 1 岩层的物理力学参数
2 理 论分 析
判 断煤层群 能否进行 上行 开采 , 文献 [ 1 — 2 ] 给 了较 全面的主
要判 断依据 : 一是 当下部煤层 的冒落带大 于上 下煤 层层间距时 ,
上部煤 层将 受到严重破坏无法 开采 ;二是 当下部煤层 的冒落 带
小于两煤层 层间距 , 上部煤层位于其裂 隙带 范围之 内时 , 上部煤
Hm = ± 2 . 2 =1 0 . 3 1 ± 2 . 2
砂质 泥岩
粉 砂 岩 7煤层 黏 土 岩 细 砂 岩
2 5 5 0
2 5 0 0 1 4 0 0 2 5 5 0 2 6 o o
2 3
2 5 2 0 3 0 2 5
岩层 密度 d
/ ( N / m0 ) 细 砂 岩 2 5 o o
摩擦角
f/ ( 。 ) 3 2
黏结力
MP a 2 . 6
抗拉强度
MP a 2 - 4
此, 想要确定 陈家裕煤层是否可 以进行上行 安全开采 , 就 要确定 下部煤层开采 的三带范围。 根 据陈家裕煤 矿的具体地 质条件 , 确定 8号煤层 的“ 三带 ” 高度 , 8号煤层 顶板由黏土岩 、 细砂岩组成 , 按岩性属 中硬岩层 , 则冒落带高度 Ha t 计算如下 :
房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析

房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析摘要:在本文中,我们介绍了房柱式采空区上部煤层的上行开采可行性分析。
首先,我们讨论了房柱式采空区上部煤层上行开采的技术特点;然后,我们提出了可行性分析的原则,并且结合现场实际情况,提出了该采空区上行开采的可行性分析流程;最后,我们就采空区上部煤层上行开采可行性分析提出了五点建议。
关键词:房柱式采空区,煤层上行开采,可行性分析正文:1. 介绍:房柱式采空区已经成为一种采煤上行开采技术的重要方式,这种技术能有效提高采煤效率和安全性。
其中,房柱式采空区上部煤层的上行开采是一项具有挑战性的工作,因而,对其可行性进行分析和评估显得尤为重要。
2. 技术特点:在房柱式采空区上部煤层上行开采中,技术特点主要包括:(1)采掘工作面通风单元分区局部化,矿井空气流动有序;(2)采掘组合方式多样,采掘方法可扩大;(3)房柱式结构布置有序,煤层剪切应力及压力控制;(4)采掘工作面走向灵活,断块结构稳定可控。
3. 可行性分析原则:在房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析中,通常可以根据以下原则:(1)分析综合效益;(2)考虑工作面分段及技术要求;(3)考虑煤层构造及厚度;(4)考虑底板护结构;(5)考虑采空区稳定性;(6)考虑采空区的通风与施工。
4. 可行性分析流程:结合现场实际情况,房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析的流程可以简化为以下几步:(1)对煤层构造进行表征;(2)分析开采前后工作面分段及采掘方式;(3)考虑煤层压力与应力;(4)构建采空区护结构模型;(5)计算采空区稳定性角;(6)结合采空区通风建立施工计划。
5. 结论:本文对房柱式采空区上部煤层上行开采的可行性分析进行了研究,介绍了其技术特点、可行性分析原则和可行性分析流程,以及建议。
建议:(1)采用合理的采煤技术方法;(2)采煤工作面分段必须因地制宜;(3)应力、压力要达到预期范围;(4)采空区护结构稳定性齐备;(5)采空区施工通风符合安全规定。
4-2煤柱工作面上行开采可行性研究及应用

的施工方式 , 在薄弱 地段补 打检 查孔 , 并运 用 了井下 高度 电 法 的探 测成果指导钻孔布置。 () 5 粉煤 灰为 电厂废料 , 料充足 , 本低 廉 , 原 成 采用 粘 土 浆液作 为悬 浮液 , 不易沉 淀 , 扩散半 径大 , 可注性 好 , 利 于 有 充填较大的裂隙 , 而且减少 了粉煤灰对 地面的环境污染。 () 6 该工程解放受水威胁煤层 可采储量 310万 t延 长 3. , 矿井服务年 限 3 7年 , . 缓 了采场 接续 紧张 的局面 , 时也 同 丰富 了注浆改造薄层灰岩治水技术 内容 , 为类似条 件的井下 帷幕截 流积 累了技 术经验 。 作者简 介 李 功 男 ,97年 出生 ,96年 毕业 于北京 煤 16 19 炭干部 管理 学院 , 一直从煤 矿生 产技 术工 作 , 现任 东岳 能源 有限责任公 司白庄生产矿长。
Hm =
为 F 断层煤柱 。工作 面中有 回风 下 山、26 、25 | 2 1E 2 1E回风巷 老巷, 工作面 下伏 四层 煤 已回采完 毕 ; 下伏六 、 一、 十 十三层
煤 均未开采 。
二层煤为一 复杂结 构煤层 , 中部 一层炭 质砂 岩夹 矸 , 其 厚 00 m左右 , .2 工作面范围 内煤 层走 向 10~8 。倾 向为 N 0 5, E
~
N 倾角 1o工作 面切 眼倾 角 1o仰 采倾 角 9 ̄煤 厚2 1 W, 8, 3, 0, .2
26 m, .2 平均 24 m .7 。煤2顶板 为砂 质页岩 , 0 1 .m, 厚 . ~1 1
~
破碎易 冒落 , 其上为煤。 厚 0 2~04 再 上为砂 质页 岩 , , . .m, 厚
对反程序开采进 行 了论 证及矿 压观 测 , 4 对 —2采 区煤柱工作面 二、 四层煤上行开采 的可行性进行研 究和 应用, 取得 了成功 。 关键词
寸草塔矿特殊条件下上行开采可行性研究

寸草塔矿特殊条件下上行开采可行性研究摘要:预测评估了房柱开采下层2-1中煤层,长壁开采上层2-1上煤层的反程序可采可行性。
认为寸矿2-1中煤层应用长壁工作面的上行开采可行,能保证安全。
关键词:寸草塔矿房柱开采上行开采资源回收1 寸矿上行开采的地质赋存概况寸草塔矿属于改扩建矿井,赋存有近距煤层群。
以往采用房柱先开采赋存条件优良的2-2上煤层。
为充分回收已探明煤炭资源,计划采用长壁综采回收2-1中煤层,这就形成了特殊房采条件下上行可采难题。
寸草塔煤矿43116面柱状如图1所示,2-2上煤厚1.27m。
位于煤层之上有3.42m厚的白色粉砂岩和3.56m的深灰色泥质粒粉砂岩。
2-1中煤厚1.07m。
2-1中与2-2上间距为6.6-25.81m,平均16m,属于近距煤层。
煤层倾角1~3°。
过去,2-2上煤层房柱开采为采6m留6m煤柱的顶板控制方式。
2-1上煤工作面斜长240m,采深51~312m。
采用走向长壁后退式一次采全高全部垮落采煤法采煤。
工作面采用液压支架支护,双滚筒采煤机割煤。
2 2-1中煤层上行开采可行性预测2.1 基于比值判别法的2-1中煤上行开采的可行性分析上、下煤间距和下煤层采厚是影响能否上行开采的主要技术因素。
为此,定义上、下煤层间距H与下煤层采高M之比K为采动影响倍数。
当下部开采多个煤层时,综合采动影响倍数称为K'。
当下部开采一个煤层时,用比值K的大小判别,即K=■(1)式中:H-上下煤层之间的垂距,m;M-下煤层采高。
国内上行开采实践及研究证明,当比值K>7.5时,先采下部煤层不影响在上煤层内进行正常准备和回采。
将采高与垂距代入,K=■=12.6>7.5,因此,寸矿2-1中煤可以上行开采。
2.2 基于“三带”判别法的2-1中煤上行开采的可行性预测当上、下煤层间距小于等于下煤层冒落高度时,上煤层的结构将遭到严重破坏,无法进行上行开采。
当上、下煤层间距小于等于下煤层的裂隙带高度时,上煤层结构只发生中等程度的破坏,采取一定的安全措施后,可正常进行上行开采。
上行式开采技术在龙煤鹤岗分公司的实践应用

关键词 上行开采; 煤层间距 ; 三带 ; 间隔时间 中 图分 类号 :D 2 文献 标 志码 : 文章 编号 :0 90 9 【0 10- 09 0 T 83 B 10 — 77 2 1 )2 00 — 3
1 龙煤鹤 岗分公 司开采现状及煤 田地质概况
龙煤 鹤岗分公司是一个具 有 9 0多 年 开 采 历 史 的 老 企 业 ,1 1 9 7年 开 发 ,9 5成 立 鹤 岗 矿 务 局 , 14 20 04年 底 改制 重组 为 龙 煤 矿业 集 团鹤 岗分 公 司 。 鹤 岗矿区位于黑龙江省东北部小兴 安岭南麓 , 南 距 省城 哈 尔 滨 市 5 2k 北 临 中俄 边 境 名 山 口岸 7 m,
8 m。矿 区煤 田南北长 4 m, 0k 2k 东西 长 6k 面积 m, 22k 。现 有 煤 田地 质储 量 1 5 mz 9亿 t ,可采 储 量 89 . 亿t ,有 可采 和局部 可采煤层 3 层 ,煤 层 总厚度 6 3 9~8 煤 层倾 角 2 。 ~ O 6m, 0 3 。之 间 。 鹤 岗分 公 司是 全 国重 要 的煤 炭 生 产 基 地 之 一 , 现 有 9个 生 产 矿 井 f 别 为 峻 德 、 安 、 分 兴 富力 、 陆 、 新 南 山 、 兴 、 新 、 兴 、 岭 煤 矿 )年 生 产 能 力 振 益 新 新 ,
上是 先开采 下覆煤 层 ,然后再开 采上覆 煤层 的方
用安全 。 参 考 文献
质量 , 并根据 观测情况及时修改设计 。 测 站 出观 测 内 容 包 括 : 巷 道 表 面 位 移 , 用 ① 采 十字线法观测两帮及顶底板表面收敛情况 。②顶板 离 层 , 用 顶 板 离 层 指 示 仪 , 测 锚 索 锚 杆 范 围 内 采 观 的煤 岩 的 离 层 情 况 , 基 点 固定 在 锚 索 锚 固 端 以上 深 30 0mm处 , 基 点 固定 在 锚 杆 锚 固端 以 上 。 ③ 锚 杆 浅 锚 固力测试 , 在掘 进施 工过程 中 , 用锚杆 拉拔计 观 测锚杆的安装质量 。每 3 m抽 拉一组 ( 根 )每天 0 3 , 抽 测一次螺母紧 固力 ,顶帮锚杆各不少 于 3根 , 确 保 支 护 施 工 质 量 达 到设 计 要 求 。 历 经 2个 月 的 观测 期 内 , 道 顶 底 板 移 近 量 累 巷 计 7 r 两 帮 移 近 量 累 计 6mm, 大 顶 底 板 移 近 8 m, a 7 最 速 度 为 4 m/, 大 两 帮 板 移 近 速 度 为 3 m d 掘 后 m d最 m /, 3 d左 右 巷 道 变 形 趋 于 稳 定 ,顶 底 板 离层 以 锚 杆 锚 0 固 区外 为 主 , 累计 最 大 值 为 1mm。 大 表 明锚 杆 支 2 最 护 及 时有 效 控 制 了巷 道 变 形 , 证 了施 工和 后 期 使 保
煤矿上行开采可行性研究

煤矿上行开采可行性研究摘要:上行开采是一种特殊顺序的开采方法,进行上行开采时,若下部煤层采用长壁采煤法进行开采,由于采场较少留设煤柱,老采空区上覆岩层垮落比较充分,如果上下煤层的开采时间间隔足够长,且上部煤层的连续性不受到破坏,即可进行上行开采;若下部煤层采用部分开采方法,如房柱式开采或条带式开采,此时采空区遗留较多的留设煤柱,老采空区上覆岩层一般不垮落或垮落不充分,则此时在上部煤层开采产生的采动压力的影响下,可能造成下部煤层老采空区保留煤柱的失稳,引起上覆岩层的垮落破坏和长壁工作面底板岩层失稳,威胁上部煤层采煤工作面的生产安全。
因此,有必要研究4-2上、4-3煤层上行开采所引起的采动覆岩及层间岩层移动变形,确定层间岩层应力再次分布特征、卸压范围及岩层移动变形演化过程,科学分析煤矿上、下煤层开采的相互作用、相互影响,综合评价上行开采可行性,为煤矿安全生产提供理论依据。
关键词:上行开采;采动压力;煤柱;岩层失稳;移动变形;卸压;影响某煤矿剩余可采区域,临近5-2煤层房柱式采空区,存在蹬空开采问题,针对某煤矿5-2煤层房柱式开采完成后,需上行开采4-2上、4-3煤层的工程实际,通过科学类比、理论计算、数值模拟、相似模拟实验的方法,分析5-2煤层房柱式开采过程中煤柱稳定性、层间岩层运移规律及上部4-2上、4-3煤层连续性和完整性,研究上行开采时上下煤层开采的相互作用、相互影响,综合评价上行开采可行性,为煤矿安全生产提供理论依据。
鉴于煤矿赋存条件和开采现状,在5-2煤层房柱式采空区上部自下而上依次存在4-2上、4-3煤层需进行上行开采,已有研究成果表明影响上行开采的主要因素为下部煤层采高以及上下煤层间距和层间岩性,因此煤矿上行开采主控条件为4-3煤层的可行性研究,即只要4-3煤层上行开采可行则4-2上煤层一定安全可行,因此主要研究4-3煤层上行开采可行性。
煤矿上行开采可行性研究需解决的主要问题如下:(1) 5-2煤层房柱式开采完成后,5-2煤层留设煤柱及其上覆岩层的稳定性;(2) 4-2上、4-3开采时的采动效应对5-2煤层煤柱及其上覆岩层的稳定性的影响;(3) 5-2煤层留设煤柱失稳破坏时层间岩层失稳破坏对4-2上、4-3煤层开采的影响。
厚煤层上行开采放顶煤技术研究与应用

) ( g・cm - 3 ) 角 / ( ° 2165 2150 1135 2150 2153 2152 1135 2150 35 30 25 35 25 30 25 35
细砂岩 粉砂岩
细砂岩及粉砂岩 16120
3下 煤 6167 20147
细砂岩
3 数值计算
为掌握 3下 煤开采后上覆岩层的垮落特征和 3上 煤的顶底板破坏情况 , 采用 RFPA 数值计算软件 [ 14 ] 分析研究岩层的垮落特征 , 从而为 3上 煤的开采 工艺设计提供理论依据 。 10
Hm = M ∑ ±215 211 ∑ M + 16
[ 15 - 17 ]
1 —4303 工作面运输巷 ; 2 —4303 工作面辅助运输巷 ; 3 —4302
工作面辅助运输巷 ; 4 —4302 工作面运输巷 ; 5 — 预测 4303 工 作面 3 煤层开采垮落带高度 ; ①, ②, ③— 钻孔编号
1 概 述
济宁三号煤矿在技术装备水平和开拓开采系统 已建立并确定的矿井投产初期 , 难以实现 3上 、 3下 同时安全 、有序地生产 , 在技术上和管理上也存在 一定的困难 。矿井为了快速达产 , 优先开采 3下 煤 , 现 4 采区 3下 煤 5 个工作面均已开采完毕 , 但 3上 煤
基金项目 : 教育部 “ 新世纪优秀人才 支持计划 ”基 金资助项目
(NCET - 05 - 0480)
的开采是矿井可持续发展的必需 , 是能源回收必须 坚持的根本原则 。因此 , 3下 煤开采对 3上 煤究竟有 多大影响 , 能否破坏其完整性和开采的可能性 , 何 时开采以及如何开采等众多技术问题是济宁三号煤 矿必须解决的问题 。 国内外的上行开采工程实践始于 20 世纪 70 年 代 , 在世界采矿界广泛关注和研究的同时 , 并有计 划地进行试采 。 20 世纪 80 年代 , 上行开采作为一 种较为成熟的技术应用于煤矿设计 、矿井技术改造
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。
受水害威胁煤层上行开采技术研究

响 。 目前 , 矿井 西翼 的 1 2 煤、 1 4煤 、 1 6煤 和 1 7煤 已回采完 毕多 年 , 由于矿 井长 期疏 排三 灰水 , 三灰 水
Li Gu a n g hu i , Zh a n g Gu o h u i
( Z h a o p o Co a l Mi n e , S h a n d o n g F e n g y u a n V o y a g e C o a l L i mi t e d C o m p a n y, T e n g z h o u 2 7 7 5 1 8, C h i n a)
a s c e n di ng mi ni ng wa s de mo n s t r a t e d b a s e d o n t h e o r e t i c a l a n a l y s i s .Ac c o r d i ng t o t h e mo v e men t r ul e o f t he o v e r l y i n g s t r a t a, t h e i n lu f e n c e z o ne o f t h e mi n i n g b o u nd a r y a nd p e a k pr e s s ur e z on e we r e a na l y s e d. S a f e t y me a s ur e s we r e a l s o p ut f o r wa r d t o e ns ur e s a f e a s c e n di n g mi n —
煤层群上行式开采技术

(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。
(5)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。
对于上述丢弃的煤炭资源,只 需增加少量巷道工程量,就可以回 收,特别是对于一些储量不足的老 矿区或矿井,利用已有井巷和设备 开采这些遗弃的煤炭资源,对于延 长矿区和矿井寿命,具有重要的现 实意义。
,其高度随之降低; 重复采动减弱破坏程度: 厚煤层第一分层以后的分层开采 时,裂隙带高度上升的幅度和初次采 动减小。
(3) 弯曲带破坏特征 裂隙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带。 其特点: 垂直弯曲、水平受压、隔水性增强 岩层在自上而下沿层面法向弯曲,在水平处于双向受压,当岩性较软 时,隔水性能增强。 岩层完整不存在破坏 岩层移动连续有规律,保持整体性和层状结构,不存在或极少存在离 层裂隙。 地表形成下沉盆地 盆地边缘要出现 长裂隙,其深度3-5m, 一般小于10m。裂隙 宽度向下渐窄,至一 定深度后闭合消失。
是影响上行开采顺序的主要技术因素,若下位 煤层采厚较大,且上下煤层的间距不是很大, 下位煤层先采后,一般都会对上煤层产生影响 和破坏,严重时,上煤层不能开采。
因此,煤层间或煤层群间能否采用上行顺 序开采的各种判别方法都是围绕层间距和采厚 进行的。
4.1 .比值判别法
上下煤层层间距与下煤层厚度的比值K计算如图6-7:
4.2.4.覆岩破坏范围及最大高度
(1) 影响覆岩范围最大高度的主要因素 1)岩性软硬程度
覆岩直接顶和基本顶都比较坚硬的条件下,下沉量小,使垮落过 程充分发展,覆岩破坏高度大。而软弱岩层顶板松软破碎,随采随落, 采空区易充满,覆岩下沉量大,覆岩破坏变化小。为了便于进行覆岩 破坏最大高度的计算,按覆岩单向抗压强度划分为4类。
上行开采近距离煤层群的探讨与应用

台阶错 动是 影 响上 行 开采 的最 大 障 碍 。 当上 、 煤 下 层 的层 问距 大 于下煤 层 的垮 落 带最 大 高 度 时 , 煤 上 层 发生 台阶错 动 的机率 就小 , 采取 一定技 术 措施 , 一
般 可 以上行 开采 。 12 采 . 高
1 4 岩 性及 层 间结构 .
顶板 时 , 一般 只 引起覆 岩 的开裂性 破坏 , 板下沉 量 顶 要 比全 部垮 落法 小 , 顶板下 沉量 随采 高而变 化 。
的己. 薄煤层 综 采 效 果 进 行 研 究 和 分 析 , 清 楚 影 弄 响近距离 上行 薄煤 层 综采 的主 要 因 素 , 么 是 影 响 什
维普资讯
总第9 5期
上行 开 采近 距 离煤层 群 的探 讨 与应 用
张仲 春 , 耀 锋 , 洪 滨 余 杨
( 顶 山天 安 煤 业公 司 四矿 , 南 平 顶 山 4 7 9 ) 平 河 6 0 3
摘
要: 通过对 上行开采 近距离煤层 群的探讨 与应用 , 总结 了影响上行 开采 近距离煤 层群 的主要 因素和
部垮 落 法时 的断 裂 带 。 因此 , 用 充填 法 时 的采 高 采
煤层 ( ) 行 开 采 的生 产 实 践 及 科 学研 究 证 群 上 明, 足够 的层 间距是 上行 开采 的基 本条件 。上 、 煤 下 层 的层 间距 ( H M) 大 , 或 / 越 上覆 煤 层 移 动 越 平 缓 ,
及断 裂带 发育 较低 。
采 高是影 响上覆 岩层 破坏状 况 及其 高度 的根本 因素 。采 高越 大 , 出 的空间越 高 , 采 采场上 覆 岩层结
构可 能获得 平衡 的 机率 就 越 小 , 必 导 致 采场 上覆 势
近距离薄煤层综采工作面上行开采技术的探索与研究

科 学 财 富
近距离薄煤层综采工作面上行开采技术的探索与研究
王 学 伟 ,王 延 阁
摘 ( 平顶 山天安煤业股份 有限公司五矿 河南 平顶 山 4 6 7 0 9 9 ) 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 已组 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
2 . 6采 动 时 间 间 隔
煤层开采之后 , 覆岩的 冒落、 移动至稳定, 有一个时间过程 。 国内外上行 开采实践表 明: 当覆岩为坚硬岩层时, 一般历时2 " - - 4个月, 裂隙带发展到最 高后达到 稳定; 顶 板为中硬岩层时, 一般历时1 ~ 3个月, 裂隙带发育到最高 后稳定; 当顶 板 为 软 岩 时 , 一般 1  ̄ 2个 月裂 隙 带 发 展至 最 高 而 后稳 定 。己, 煤 和 己 煤的开采时间间隔约在8年 以上, 有足够的时间让覆岩稳定, 因而从 时间上考虑4 — 2 年上行开采 是可行的 总之 , 上行开采 时, 上、 下煤层应 间隔 足够的时间, 否则 , 即使有足够 的层间距。 3 、 近距离薄煤层上行开采根据“ 三 区、 三带 ” 的 判别 根据矿压三带、 三区理论, 对走 向 长壁 跨 落法 采 煤 工 作 面 , 当采 深 为 采 高的2 5 倍或2 5 倍 以上时,沿工作面推进方向上覆岩层分别经历煤壁支撑影 响区、 离层 区和重新压实 区, 由下 向上岩层移动分为跨落带 、 裂隙带和弯 曲 下沉带 , 三带判别法认为 , 上、 下煤层 的层间距大于下煤层开采 的冒落高度 , 即可 进 行 上 行 开采 。 3 . 1上行 开采 比值判别法 上行开采是否成功 ,主要取决于两层煤之间层 间距与下部所采煤层的 厚度之 比( 采动影响倍数) 、 层 间岩层结构与性质 、 下层煤 的采煤方法和上 、 下 煤层采煤间隔时间等 , 对于两层煤实行“ 蹬空” 开采还必须考虑通风 的影响 。 如果上煤层处于下煤层采空区裂缝带下, 另外 , 下层煤的残留煤柱及上、 下 煤层开采 的时间间隔, 都会影响上层煤上行开采 的进行 。 根据采动影响系数 判别 , 当K≥7 . 5 时, 上煤层 中可以进 行正常采掘活动, 其开采应在下煤层中 开采 引起 的岩 层 变 形 稳 定 后 进 行 , 鉴 于 该 采 面 层 间距 1 2 . 4 m, 依 据 此 法 判 别 符合 上 行 开 采 条 件 。 3 2上行开采围岩平衡分析法 上行开采破坏了上覆岩层的原始应力平衡状态 ,必然引起上覆岩层的 横向及纵 向变形与破坏 。上覆岩层的横 向及纵向剪切变形则表现为煤层发 生台阶错动, 破坏煤层结构 , 后者是影 响上行开采有最大障碍 。控制岩层 台 阶错动 , 就是采场围岩力系平衡问题 。在回采过程 中, 当上覆岩层中有坚硬 岩层时 , 上煤层位 于距下煤层最近 的平衡岩层之上 ; 当采场上覆岩层均为软 岩时煤层应位于裂隙带 内, 上煤层 的开采应在下煤层开采引起 的岩层稳定。 总之, 通过对上行开采影响因素分析和“ 三区、 三带 ” 的判别 , 确定五矿 近 距 离 薄 煤 层 上 行 开采 的可 行 性 。 同 时 在 实 践过 程 掌 握 五 矿 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 , 充分证实五矿近距离薄煤 层上行开采
上行开采在水文地质复杂型矿井可行性研究与应用

上行开采在水文地质复杂型矿井可行性研究与应用
仝泽文
【期刊名称】《能源技术与管理》
【年(卷),期】2024(49)1
【摘要】针对矿井投产后所开采的一煤组18煤层裂隙带波及上部Ⅲ-1强含水层、矿井及工作面涌水量较大、煤层顶底板软弱、遇水严重泥化、工作面回采难度较大的问题,徐矿集团哈密能源公司结合二煤组煤层赋存情况,考虑先开采下部的二煤组,进行上行开采可行性研究。
通过上行开采可行性分析及二煤组首采工作面采后实际观测,矿井上行开采是可行的,取得了可观的经济效益和安全效益。
【总页数】4页(P130-133)
【作者】仝泽文
【作者单位】徐州矿务集团有限公司哈密能源公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD823.8
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现
代
矿
业
J a n u a r y . 2 01 4
M0D ERN MI N I NG
总 第5 3 7期 2 0 1 4 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。1 1 煤层位于 7 煤层下部 , 由于 1 l 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 , 7 8 . 9 5 m; Mz为下 位 煤 计算 得 K=3 9 . 4 7 . 上行 开采 的生产 实践 和研 究 证 明 , 当 比值 K>
依据雁 1 4 5 钻孔分析 , 7 层顶板岩性从下 向上 : 直接顶 3 . 1 9 I n 、 细沙岩 0 . 1 m、 煤线 、 2 0 . 4 m中细沙 岩互 层 , 底板岩性 0 . 4 3 m粉砂 岩、 6 . 9 3 m 细 粒 砂 岩、 4 . 9 3 m粉 砂岩 、 4 . 1 5 m 中粒 砂 岩 、 1 3 . 1 9 i n含 砾 粗砂 岩 。1 1 层与 7 层 间距平 均 7 8 . 9 5 m, 1 1 层煤 厚
杨 明明( 1 9 8 3 一) , 男, 硕 士, 注册安 全工 程师 , 0 3 7 0 0 7山 西省大 同市 。
层采空区顶板跨落带、 断裂带上移 , 7 煤层水平 ( 盘 区) 大巷布置与 1 l 煤层( 盘区) 大巷相对应, 同时根 据该矿高档工作面的采长和该矿下部 1 1 层刀柱工作
( 2 )
断裂 带高度 :
1 u 1 刀 间距 2 0 m, 采 1 5 m, 留设 5 m
刀 间煤 柱 。
6 ∑ +3 . 。 ‘ 一 ‘ “ ’
6 +5 . 6 :3 5 . 0m , ( 3 )
为减少煤炭资源浪费 , 提高煤炭资源 回收量 , 延 长 矿井 服 务年 限 , 在下 部 1 1 层 已开采 的情 况 下 , 决
定应 用 上行 开采 技术 开 采上 部 7 煤层 。
式中, ∑ 肘为煤层累计厚度 , 2 . 0 m 。 由此算出 H k + H d = 4 4 . 2 m< H= 7 8 . 9 5 m . 跨落带和断裂带的高度远小于 7 与1 1 煤层层 间距 , 亦即当上位煤层位 于下位煤层开采时引起 的 断裂带之外时, 上位煤层 只产生整体移动 , 结构不受 破坏 , 上位煤层可 以正常开采。 1 . 2 采区与 工作 面 的布置 为 了减小 上行 开 采 7 煤层对下部 1 1 煤 层 的影
7 . 5时, 在先采下位煤层后 , 上行开采可以进行正常 采 掘 活动 。
1 . 1 . 2 计算 跨 落 、 断 裂带 高度 根据 1 1 层 顶 板 岩性 ( 中硬 ) , 按 照三带 ( 跨 落
带、 断裂带 、 弯曲带) 判断法可以得出: 跨落带高度 :
日 “ k=4 一 +2 I 2 _9 2 m 7 ∑ +1 9 一 一 . “; ’
K =H / M2 , 层 的厚度 , 2 . 0 m。 ( 1 )
煤质优于 7 煤层 , 提前 回收 了 7 煤层下部的 l 1 煤 层, 1 1 煤层 已基本 回采完毕 , 而相 对应 的上覆 7 层
仍 未 开采 。 7 煤层厚度 1 . 4~1 . 6 m, 含夹矸 , 煤层 硬度 系 数2 . 5—3 , 地 质储 量 1 2 6 1 . 3 1万 t , 可采 储 量 7 8 1 . 0 9
.
平均 2 . 0 m, 顶 板 岩 性 为 从 直 接 顶 向上 依 次 为 6 . 1 7 m 中粒砂岩 , 1 . 3 2 m粗粒砂岩 , 3 . 9 8 I T I 中粒砂
岩, 4 . 0 6 m粉砂 岩 。 1 1 煤层 采空 区 的采 煤 方 法 全 部 为 人 工 刀 柱 炮
面的采长 , 确定 7 层工作 面 的采 长为 8 0 m, 工 作 面煤 柱1 0 m, 与下部 1 1 层 采空刀柱 面基本相对应 。
1 45
总第 5 3 7期
1 . 3采煤 方 法
现代 矿 业
2 0 1 4年 1月第 1 期
为达 到投 资少 、 效益 高 、 资源 回收率 高并 能保 障 作 业 环境 安 全 、 搬 家时间短 、 工 人 劳 动 强 度低 的 效 果, 经 多 方 比较 , 确 定采 用高 档普 采工 艺技 术上行 开
响, 避 免产生应力 集 中 , 破坏 l 1 煤层 巷道 和 引起 l l
1 上 行 开 采 技 术
1 . 1 7 层上 行 开采依 据
按照开采理论 , 上行开采 的条件是先采下位煤 层 后 不破 坏上 位煤 层 的完 整 性 和 连续 性 , 且 能 给矿 井 带来 较 大经 济效 益 。 1 . 1 . 1 计 算 值 从 开采 实 践 经 验得 出 , 影 响上 行 开采 的主 要技 术 因素是上下煤层 的层间距和下部煤层的采厚¨ ,