近距离煤层群的下分层的布置方法及下分层结构技术

本发明专利技术涉及一种近距离煤层群的下分层的布置方法及下分层结构。本发明专利技术的近距离煤层群的下分层的布置方法包括在下分层中对应于近距离煤层群的上分层中的相邻两个采空区的下方分别掘进限定出一个工作面的两条巷道。本发明专利技术的近距离煤层群的下分层结构中，限定出一个工作面的两条巷道分别位于近距离煤层群的上分层中的相邻两个采空区的下方。上述布置方法和下分层结构均使得相邻两个采空区之间的上层煤柱位于工作面的上方，并且相邻的两个工作面中的相邻两条巷道限定出的下层煤柱与该两条巷道位于同一采空区的下方。由此，下分层中的巷道布置灵活、支护难度小、易保养，同时采出率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤炭领域，尤其涉及一种近距离煤层群的下分层的布置方法及下分层结构。
技术介绍
我国近距离煤层群分布范围广泛，如西山矿区、汾西矿区、神东矿区、大同矿区等等，煤层煤炭资源储量大、分布范围广、开采强度高，是我国煤炭开采普遍性难题。不同于单一煤层开采，近距离煤层群开采空间性和复杂性十分突出，巷道围岩应力环境恶劣，动压影响十分显著，保证近距离煤层群的安全开采技术十分复杂。其中，在近距离煤层群环境中，回采巷道稳定性是一个复杂的空间问题。煤层开采引起回采空间围岩应力重新分布，导致回采空间周围的上层煤柱上出现应力集中现象。上层煤柱上的集中应力将向底板深部岩层传递，导致下分层中的巷道变形和破坏十分严重。如何解决近距离煤层群中下分层中的巷道的支护难题，是很多矿区迫切需要解决的问题。目前，近距离煤层群采用分层逐层开采，上分层开采完后，下分层再进行开采。下分层的传统布置方式以巷道的布置来表征，通常有如下3种:(1)内错布置，具体为下分层中的巷道位于上分层的采空区的内侧，S卩，下分层中的巷道布置在上分层的采空区的下方，上层煤柱和下层煤柱呈正梯形。这种布置，下分层中的巷道处于采空区下方的应力降低区，围岩受力小，下分层中的巷道易于维护。但是，在这种布置中，下层煤柱尺寸大，进而工作面短，由此此种布置的下分层采出率低，导致煤炭资源损失高。(2)外错布置，具体为下分层中的巷道位于上分层的采空区的外侧，即下分层中的巷道布置在上分煤柱的下方，上层煤柱和下层煤柱呈倒梯形。在这种布置中，下层煤柱尺寸小，进而工作面长。由此，此种布置的下分层采出率高，进而煤炭资源损失低。但是，下分层中的巷道位于上层煤柱下方，下分层中的巷道开掘处于高应力环境，围岩压力大，巷道维护困难。(3)重叠布置，具体为上层煤柱和下层煤柱等大并且下层煤柱位于上层煤柱下方，这种布置的优缺点介于上述内错布置和外错布置之间。由此可见，上述三种近距离煤层群的下分层的巷道布置方式均存在不同的优缺点，目前近距离煤层群开采大部分采用内错布置，以此降低下分层中巷道的支护难度，但是普遍存在煤柱尺寸过大、采出率低、巷道布置困难等一系列的问题。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供一种近距离煤层群的下分层的布置方法及近距离煤层群的下分层结构，该下分层结构以及该布置方法所得到下分层中的巷道既具有灵活布置、支护难度小、易保养的优点，又能够同时实现下分层的高采出率。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术一方面提供一种近距离煤层群的下分层的布置方法，包括:S1、在下分层中对应于近距离煤层群的上分层中的相邻两个采空区的下方分别掘进限定出一个工作面的两条巷道，相邻两个采空区之间的上层煤柱位于该工作面的上方；S2、重复步骤S1以布置出至少两个工作面，其中，相邻的两个工作面中的相邻两条巷道限定出的下层煤柱与该两条巷道位于同一采空区的下方。根据本专利技术，限定出一个工作面的两条巷道均与位于该工作面上方的上层煤柱完全错开呈一定的水平距离。根据本专利技术，限定出一个工作面的两条巷道中的一个巷道与位于该工作面上方的上层煤柱之间的水平距离等于该巷道宽度的1-2倍。根据本专利技术，下层煤柱的宽度等于上层煤柱的宽度的40% -50%。根据本专利技术，上层煤柱位于工作面的上方中央位置。本专利技术的另一方面提供一种近距离煤层群的下分层结构，包括至少两个工作面，对应于每个工作面设有限定出该工作面的两条巷道，相邻的两个工作面之间的两个巷道限定出位于二者之间的下层煤柱，限定出一个工作面的两条巷道分别位于近距离煤层群的上分层中的相邻两个采空区的下方，相邻两个采空区之间的上层煤柱位于工作面的上方，并且相邻的两个工作面中的相邻两条巷道限定出的下层煤柱与该两条巷道位于同一采空区的下方。根据本专利技术，限定出一个工作面的两条巷道均与位于该工作面上方的上层煤柱完全错开呈一定的水平距离。根据本专利技术，限定出一个工作面的两条巷道中的一个巷道与位于该工作面上方的上层煤柱之间的水平距离等于该巷道宽度的1-2倍。根据本专利技术，上层煤柱位于工作面的上方中央位置。根据本专利技术，下层煤柱的宽度等于上层煤柱的宽度的40% -50%。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点:本专利技术的近距离煤层群的下分层的布置方法，在下分层中对应于近距离煤层群的上分层中的相邻两个采空区的下方分别掘进限定出一个工作面的两条巷道，并且相邻两个采空区之间的上层煤柱位于该工作面的上方，重复上述设置以布置出至少两个工作面，其中，相邻的两个工作面中的相邻两条巷道限定出的下层煤柱与该两条巷道位于同一采空区的下方。由此，首先，因为限定出一个工作面的两条巷道分别位于上分层中的相邻两个不同的采空区的下方，所以两条巷道都位于低应力区，进而降低了下分层中的巷道的开挖支护难度，并且使该巷道易于维护。其次，在上分层的采空区的下方区域中，下分层中的巷道可灵活布置，进而可根据实际工况选择其与上层煤柱之间的水平距离，进而可在不同工况下完全避免上层煤柱的集中应力传递和扩散对其的影响。再次，下层煤柱位于上分层的采空区的下方，不受上分层开采的制约，完全避免了因下层煤柱留设过大而造成采出率低以及煤炭损失大的冋题。本专利技术的近距离煤层群的下分层结构，包括至少两个工作面，对应于每个工作面设有限定出该工作面的两条巷道，相邻的两个工作面之间的两个巷道限定出位于二者之间的下层煤柱，限定出一个工作面的两条巷道分别位于近距离煤层群的上分层中的相邻两个采空区的下方，相邻两个采空区之间的上层煤柱位于工作面的上方，并且相邻的两个工作面中的相邻两条巷道限定出的下层煤柱与该两条巷道位于同一采空区的下方。由此，首先，因为限定出一个工作面的两条巷道分别位于上分层中的相邻两个不同的采空区的下方，所以两条巷道都位于低应力区，进而降低了下分层中的巷道的开挖支护难度，并且使该巷道易于维护。其次，在上分层的采空区的下方区域中，下分层中的巷道可灵活布置，进而可根据实际工况选择其与上层煤柱之间的水平距离，进而可在不同工况下完全避免上层煤柱的集中应力传递和扩散对其的影响。再次，下层煤柱位于上分层的采空区的下方，不受上分层开采的制约，完全避免了因下层煤柱留设过大而造成采出率低以及煤炭损失大的问题。【附图说明】图1是现有技术中内错布置方式的结构示意图；图2是现有技术中内错布置方式的局部示意图；图3是现有技术中外错布置方式的结构示意图；图4是现有技术中重叠布置方式的结构示意图；图5是具有根据本专利技术的近距离煤层群的下分层的布置方法一个实施例所获得的下分层结构以及本专利技术的近距离煤层群的下分层结构的一个实施例的煤层的局部结构示意图；图6是具有根据本专利技术的近距离煤层群的下分层的布置方法另一个实施例所获得的下分层结构以及本专利技术的近距离煤层群的下分层结构的另一个实施例的煤层的局部结构示意图；图中:1:上分层；2:下分层；11:采空区；12:上层煤柱；21:工作面；22:巷道；23:下层煤柱；a:回风巷与位于其所限定的工作面上方的上层煤柱之间的水平距离。【具体实当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近距离煤层群的下分层的布置方法，其特征在于，包括：S1、在所述下分层(2)中对应于所述近距离煤层群的上分层(1)中的相邻两个采空区(11)的下方分别掘进限定出一个工作面(21)的两条巷道(22)，所述相邻两个采空区(11)之间的上层煤柱(12)位于该工作面(21)的上方；S2、重复步骤S1以布置出至少两个所述工作面(21)，其中，相邻的两个所述工作面(21)中的相邻两条巷道(22)限定出的下层煤柱(23)与该两条巷道(22)位于同一采空区(11)的下方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑，张小康，吕华文，李育泉，程蓬，刘爱卿，李建波，李中伟，郑仰发，刘超儒，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，西山煤电集团有限责任公司，霍州煤电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11