近距離煤層上、下層同時回采探討

1 上、下層同采方案的提出

根據全國其它礦務局的實際開采，曾有過厚煤層進行分層開采，分層間鋪網人工制造假頂進行上、下層同采過；而滴道煤礦十一井二斜右8路34^#層，根據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，下分層已有一層0.5～2.5m的頂板，34^#上、下層煤同時進行回采方案是可行的。

2 方案設計

首先，在二斜9路沿34^#下分層進行掘送大巷至邊界，送切割上山，進行回采；當夾石小于0.5m時，以此為界，9路34^#層里部200m進行采全層，外部所剩500m進行上、下層同時回采，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，順槽設一部SGW-40T/60刮板輸送機運輸，斜上采用搪瓷溜子直接搭接在平巷膠帶輸送機，通過膠帶輸送機運至煤倉；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進行回采，如圖2。

3 頂板壓力計算及支護設計

3.1 上分層頂板壓力計算

　　

　　圖1 回采布置平剖面圖

　　

　　圖2 上下分層回采步距剖面圖

　　（1）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；

　　 H——最大采高；

　　 ρ——頂板巖石冒落高度范圍內的平均容重；

　　 K₁——動載系數，取1.3~1.6

　　 K₂——懸頂、片幫系數；

　　 K₂=（L₁+ L₂+ L₃）

L₁=1.17

　　(2)支護密度（強度）

　　工作面的理論支護密度n₁=P/?·c=0.32

　　式中 P——計算頂板壓力；

　　 ?——單體液壓支柱額定阻力；

c——單體液壓支柱性能參數。

　　工作面的實際支護密度

　　n₂=N/（L₁·E）=1.11

　　式中 N——最大控頂距內最小支柱根數；

　　 L₁——作業規程規定的最大控頂距；

　　 E——工作面柱距

　　（3）安全系數（n）

　　n= n₁ /n₂=3.53>2

　　3.2 下分層頂板壓力計算

　　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巖石的重量之和。

　　（1）頂板壓力

　　P₂=P+ P₂=16.18~31.48

　　（2）工作面理論支護密度

　　n₁=P_2max/( ?·c)=1.104

　　(3)工作面實際支護密度

　　n₂=N/（L₁·E）=2.22

　　(4)安全系數

　　n= n₁ /n₂=2.01>2

通過以上計算，上分層選擇四排單體液壓支柱支護頂板，下分層選用四排對柱支護頂板是能夠滿足支護要求的。

4 上下分層回采步距的確定

根據回采6～8路34^#上分層時，頂板周期來壓步距為8～12m，采后30～40m，頂板趨于穩定，為避免上分層采后動壓對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進行回采。

5 掘送巷道及回采時存在的幾個問題

（1）沿34^#下分層掘送大巷時，采用錨索支護頂板，當夾石小于0.3m時，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、順槽掘送時須單獨由掘進隊超前施工，并且回風流串聯上、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，須掘1～2m立眼與上巷貫通。給上出口運料、運設備、行人、供電造成一定的困難。

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

（5）上分層回柱放頂的水滲入夾石裂隙，使下分層回采時有部分淋水。

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

（7）下分層回采時，由于頂板壓力大，采用四排對柱支護頂板，增加了勞動強度。

（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，上分層共作面上巷后路須留巷，以供下分層工作面回風用。

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