近距离煤层下煤层回采巷道合理布置的研究

煤矿开采中的巷道布置及采煤技术解析摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。

目前，社会各界在煤炭资源中的需求量日益增加，我国大部分地区拥有着相对复杂的开采环境，煤矿企业需要对巷道引起高度重视。

在开展煤矿开采工作时，煤矿企业必须对巷道进行合理布置，引进先进的采煤技术，保证煤矿开采工作的安全开展，进而提高煤炭开采效率，创造出巨大的经济效益。

本文首先分析了采煤技术的发展情况，其次探讨了煤矿开采中的巷道布置，最后就煤矿开采中的采煤工艺进行研究，以供参考。

关键词：巷道布置；煤矿开采；采煤技术引言煤炭资源是我国当前主要的能源消费方式，基于我国广大的幅员，在不同地区的煤矿开采也面临着不同的情况和困难，需要结合当地煤炭的赋存条件，做好煤矿的巷道布置工作，借助先进的采煤技术提高煤矿开采的总产量。

为此，巷道布置工作的开展，需要结合多元因素进行考量，保障巷道通风性和运输稳定性，结合不同煤层赋存条件制定出完备的巷道布置方案。

1采煤技术的发展情况煤矿开采过程中，采煤技术的选择十分关键，但是由于作业环境复杂，容易受到煤层结构、地质条件和硬度等因素影响，导致采煤效率和质量下降。

放顶煤采煤技术优势鲜明，属于前沿技术，在实际应用中可以大大提升采煤效率，但是部分地区由于地质条件复杂，一定程度上遏制采煤技术优化改进。

当前激烈的竞争环境下，煤矿企业如何有效提升综合竞争优势，应积极推动煤矿开采技术创新优化，完善配套设备设施来优化采矿流程，提升开采效率同时，为企业带来更加可观的经济效益。

2煤矿开采中的巷道布置2.1近距离煤层巷道布置在煤矿开采过程中，为了有效提升开采效率和效益，保障作业全过程安全，一项重要内容则是做好近距离煤层巷道布置，结合实际情况优化改进，切实提升煤矿开采效率和效益。

近距离煤层巷道布置中，综合分析和考量下层顶板受力情况，规避上部煤层顶板冒落，全方位保障煤层作业安全、稳定。

另外，推行重叠式布置方式，在上下煤层回采巷道中设置长度相同的顶板，切实提升煤层开采效率。

近距离煤层上下层同时回采探讨集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-近距离煤层上、下层同时回采探讨1上、下层同采方案的提出根据全国其它矿务局的实际开采，曾有过厚煤层进行分层开采，分层间铺网人工制造假顶进行上、下层同采过；而滴道煤矿十一井二斜右8路34#层，根据所揭露的煤岩层赋存条件，在8路～9路34#层外部，夹石厚度超过0.5m以上时，下分层已有一层0.5～2.5m的顶板，34#上、下层煤同时进行回采方案是可行的。

2方案设计首先，在二斜9路沿34#下分层进行掘送大巷至边界，送切割上山，进行回采；当夹石小于0.5m时，以此为界，9路34#层里部200m进行采全层，外部所剩500m进行上、下层同时回采，回采布置如图1。

上分层巷道布置：在34#下分层掘斜上，见34#上分层后，沿34#上分层掘送上分层切上，然后，在切上以外距切上60m处重新掘斜上、顺槽，并与切上贯通；回采时，顺槽设一部SGW-40T/60刮板输送机运输，斜上采用搪瓷溜子直接搭接在平巷胶带输送机，通过胶带输送机运至煤仓；斜上、顺槽超前工作面。

34#下分层直接掘切上，并滞后34#上分层工作面40～60m进行回采，如图2。

3顶板压力计算及支护设计3.1上分层顶板压力计算图1回采布置平剖面图图2上下分层回采步距剖面图（1）顶板压力P=1/(K-1)H·K1·K2=8.98MPa式中P——顶板压力MPa；K——顶板岩石冒落后的碎涨系数；H——最大采高；ρ——顶板岩石冒落高度范围内的平均容重；K1——动载系数，取1.3~1.6K2——悬顶、片帮系数；K2=（L1+L2+L3）L1=1.17(2)支护密度（强度）工作面的理论支护密度n1=P/·c=0.32式中P——计算顶板压力；——单体液压支柱额定阻力；c——单体液压支柱性能参数。

工作面的实际支护密度n2=N/（L1·E）=1.11式中N——最大控顶距内最小支柱根数；L1——作业规程规定的最大控顶距；E——工作面柱距（3）安全系数（n）n=n1/n2=3.53>23.2下分层顶板压力计算下分层的顶板压力为夹石灰石的重量与上分层冒落高度范围内岩石的重量之和。

近距离下煤层回采巷道布置方式及支护技术研究煤炭工业的快速发展反映了煤炭在资源结构中的关键地位,而埋藏条件较好的煤炭资源已接近枯竭,所以煤层赋存条件相对差的的近距离煤层开采,渐渐受到人们的重视。

近距离煤层分布范围较广,在我国很多井田都有近距离煤层分布,近距离煤层对于传统单一煤层开采而言,其存在一定的差异性,其差异因素包括选择合理的开采顺序、上下煤层遗留煤柱应力分布特征、回采巷道合理布置方式及巷道支护等方面。

尤其是近距离煤层下行开采,上煤层开采后采空区遗留煤柱及巷道围岩应力重新分布会给下煤层回采巷道的稳定性带来消极影响,且下煤层开采时,顶板已经受到上煤层开采损伤破坏影响,从而增加了下煤层回采巷道围岩控制的难度。

下煤层回采巷道围岩控制的关键是回采巷道合理布置方式及近距离煤层支护体系的构建,因此,下煤层回采巷道合理布置方式和巷道支护系统是近距离煤层安全高效开采的重难点研究内容。

本文以神州煤业一采区南翼近距离煤层（8#、10#煤）开采为研究背景,通过模糊数学综合分析、理论分析计算与数值模拟相结合的方法,针对神州煤业近距离煤层（8#、10#）下层10#煤回采巷道合理布置方式与支护体系的构建展开详细深入的分析研究,并得到以下研究结论:（1）结合矿井地质条件、煤（岩）物理力学参数测试及围岩窥视对煤层顶底板岩性、节理和裂隙发育进行初步分析。

（2）收集类似地质条件的煤巷围岩稳定性分类指标数据,采用模糊数学的方法进行模糊聚类分析,运用Matlab进行迭代计算,进而得到神州煤业下组煤回采巷道围岩稳定性级别,为巷道合理布置及支护系统的构建提供理论支撑。

（3）分析煤柱下应力分布规律,通过滑移线场理论进行理论分析,由数学方法化简求得上煤层采空区遗留煤柱对底板的最大破坏深度理论计算公式,结合地质资料及围岩力学参数测试数据,得到上煤层开采对底板的最大损伤深度理论计算值为1.45m;理论计算过程中,运用极限平衡理论求得煤柱一侧采空时塑性区宽度计算公式。

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald98选择合理的巷道布置方式无疑是减少资源损失的重要措施，对促进煤炭企业的可持续健康发展具有重要的意义［1-4］。

近年来，塔山煤矿随着开采的深入，矿井一盘区资源即将开采结束，为保证矿井主采煤层3～5#煤层的顺利开采，需提前对接替盘区——三盘区的工作面布置进行设计，对三盘区山4#煤层、2#煤层、3～5#煤层进行整体统一规划提前剥离山4#和2#层。

本文在塔山煤矿一盘区近距离煤层回采巷道布置实践的基础上，结合工作面侧向支承压力分布规律，通过对比分析同一巷道内错、垂直、外错布置时巷道的围岩变形规律，确定了三盘区近距离煤层群回采巷道的合理布置方式。

1 盘区概况与煤层赋存特点塔山煤矿三盘区位于塔山井田东北部，东西走向长约9.75 k m ，南北宽约3.12 k m，面积23.25 k m 2。

西南至口泉铁路保护煤柱，北至四老沟划分界限，东至四老沟矿四老沟划分界限。

煤层赋存特点：山4#煤层平均厚2.83 m ，西翼煤层较厚，东翼煤层较薄；2#煤层平均厚度为2.67 m ，距山4#煤层19.23 m，全区大部赋存，局部可采，盘区中部岩浆岩破坏严重，存在较大范围的无煤区；3-5#煤层平均厚度9.18 m，距离2#煤层8.85 m，西翼煤层较薄，东翼较厚。

2 回采巷道的布置方式由于矿井三盘区各煤层层间距较小，这样在开采的时候，上下煤层就会给对方带来影响，因此需对三盘区各煤层工作面的回采巷道布置方式进行研究。

2.1 确定近距离煤层群回采巷道的布置方式近距离煤层回采巷道空间位置关系主要有内错式布置、外错式布置和重叠式布置三种形式：(l)内错式布置，下部煤层巷道处于上部煤层采空区下方的应力降低区内，巷道压力小，方便维护；(2)外错式布置，下部煤层回采巷道处于煤柱支承压力作用区，巷道维护比较困难；(3)重叠式布置。

上下部煤层回采巷道垂直对应布置，工作面长度相同，方向易于掌握。