近距離煤層上、下層同時(shí)回采探討

1 上、下層同采方案的提出

根據(jù)全國(guó)其它礦務(wù)局的實(shí)際開采，曾有過厚煤層進(jìn)行分層開采，分層間鋪網(wǎng)人工制造假頂進(jìn)行上、下層同采過；而滴道煤礦十一井二斜右8路34^#層，根據(jù)所揭露的煤巖層賦存條件，在8路～9路34^#層外部，夾石厚度超過0.5m以上時(shí)，下分層已有一層0.5～2.5m的頂板，34^#上、下層煤同時(shí)進(jìn)行回采方案是可行的。

2 方案設(shè)計(jì)

首先，在二斜9路沿34^#下分層進(jìn)行掘送大巷至邊界，送切割上山，進(jìn)行回采；當(dāng)夾石小于0.5m時(shí)，以此為界，9路34^#層里部200m進(jìn)行采全層，外部所剩500m進(jìn)行上、下層同時(shí)回采，回采布置如圖1。

上分層巷道布置：在34^#下分層掘斜上，見34^#上分層后，沿34^#上分層掘送上分層切上，然后，在切上以外距切上60m處重新掘斜上、順槽，并與切上貫通；回采時(shí)，順槽設(shè)一部SGW-40T/60刮板輸送機(jī)運(yùn)輸，斜上采用搪瓷溜子直接搭接在平巷膠帶輸送機(jī)，通過膠帶輸送機(jī)運(yùn)至煤倉(cāng)；斜上、順槽超前工作面。

34^#下分層直接掘切上，并滯后34^#上分層工作面40～60 m進(jìn)行回采，如圖2。

3 頂板壓力計(jì)算及支護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 上分層頂板壓力計(jì)算

　　

　　圖1 回采布置平剖面圖

　　

　　圖2 上下分層回采步距剖面圖

　?。?）頂板壓力

　　P=1/(K-1)H·K₁·K₂=8.98MPa

　　式中 P——頂板壓力MPa；

　　 K——頂板巖石冒落后的碎漲系數(shù)；

　　 H——最大采高；

　　 ρ——頂板巖石冒落高度范圍內(nèi)的平均容重；

　　 K₁——?jiǎng)虞d系數(shù)，取1.3~1.6

　　 K₂——懸頂、片幫系數(shù)；

　　 K₂=（L₁+ L₂+ L₃）

L₁=1.17

　　(2)支護(hù)密度（強(qiáng)度）

　　工作面的理論支護(hù)密度n₁=P/?·c=0.32

　　式中 P——計(jì)算頂板壓力；

　　 ?——單體液壓支柱額定阻力；

c——單體液壓支柱性能參數(shù)。

　　工作面的實(shí)際支護(hù)密度

　　n₂=N/（L₁·E）=1.11

　　式中 N——最大控頂距內(nèi)最小支柱根數(shù)；

　　 L₁——作業(yè)規(guī)程規(guī)定的最大控頂距；

　　 E——工作面柱距

　?。?）安全系數(shù)（n）

　　n= n₁ /n₂=3.53>2

　　3.2 下分層頂板壓力計(jì)算

　　下分層的頂板壓力為夾石灰石的重量與上分層冒落高度范圍內(nèi)巖石的重量之和。

　?。?）頂板壓力

　　P₂=P+ P₂=16.18~31.48

　?。?）工作面理論支護(hù)密度

　　n₁=P_2max/( ?·c)=1.104

　　(3)工作面實(shí)際支護(hù)密度

　　n₂=N/（L₁·E）=2.22

　　(4)安全系數(shù)

　　n= n₁ /n₂=2.01>2

通過以上計(jì)算，上分層選擇四排單體液壓支柱支護(hù)頂板，下分層選用四排對(duì)柱支護(hù)頂板是能夠滿足支護(hù)要求的。

4 上下分層回采步距的確定

根據(jù)回采6～8路34^#上分層時(shí)，頂板周期來壓步距為8～12m，采后30～40m，頂板趨于穩(wěn)定，為避免上分層采后動(dòng)壓對(duì)下分層工作面造成影響，選擇下分層工作面滯后上分層工作面40～60m進(jìn)行回采。

5 掘送巷道及回采時(shí)存在的幾個(gè)問題

（1）沿34^#下分層掘送大巷時(shí)，采用錨索支護(hù)頂板，當(dāng)夾石小于0.3m時(shí)，頂板留不住，以34^#上分層頂板為大巷頂板，沿全層掘送，可能造成巷道中高達(dá)3.0m左右，給以后回采造成一定的困難。

（2）34^#上分層斜上、順槽掘送時(shí)須單獨(dú)由掘進(jìn)隊(duì)超前施工，并且回風(fēng)流串聯(lián)上、下分層工作面。

（3）工作面上巷（右8路34^#層大巷）由于是沿34^#上分層掘送，采34^#下分層時(shí)，須掘1～2m立眼與上巷貫通。給上出口運(yùn)料、運(yùn)設(shè)備、行人、供電造成一定的困難。

（4）上分層回采后，采后動(dòng)壓可能給下分層頂板造成裂隙，給下分層回采帶來困難。

（5）上分層回柱放頂?shù)乃疂B入夾石裂隙，使下分層回采時(shí)有部分淋水。

（6）下分層回采時(shí)，應(yīng)注意上分層順槽煤壁的壓力集中區(qū)，該壓力直接作用在下分層大巷。

（7）下分層回采時(shí)，由于頂板壓力大，采用四排對(duì)柱支護(hù)頂板，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。

（8）由于右8路34層大巷外部是沿34上分層掘送的，為此，回采時(shí)，上分層共作面上巷后路須留巷，以供下分層工作面回風(fēng)用。

通過以上計(jì)算、分析，上、下分層同時(shí)回采，每一片盤將多回收10～15萬t煤炭資源，避免了資源浪費(fèi)；提高了巷道利用率，緩解接續(xù)。