近距離煤層群的下分層的布置方法及下分層結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤炭領(lǐng)域，尤其涉及一種近距離煤層群的下分層的布置方法及下分層結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國近距離煤層群分布范圍廣泛，如西山礦區(qū)、汾西礦區(qū)、神東礦區(qū)、大同礦區(qū)等等，煤層煤炭資源儲量大、分布范圍廣、開采強(qiáng)度高，是我國煤炭開采普遍性難題。不同于單一煤層開采，近距離煤層群開采空間性和復(fù)雜性十分突出，巷道圍巖應(yīng)力環(huán)境惡劣，動壓影響十分顯著，保證近距離煤層群的安全開采技術(shù)十分復(fù)雜。
[0003]其中，在近距離煤層群環(huán)境中，回采巷道穩(wěn)定性是一個(gè)復(fù)雜的空間問題。煤層開采引起回采空間圍巖應(yīng)力重新分布，導(dǎo)致回采空間周圍的上層煤柱上出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。上層煤柱上的集中應(yīng)力將向底板深部巖層傳遞，導(dǎo)致下分層中的巷道變形和破壞十分嚴(yán)重。如何解決近距離煤層群中下分層中的巷道的支護(hù)難題，是很多礦區(qū)迫切需要解決的問題。
[0004]目前，近距離煤層群采用分層逐層開采，上分層開采完后，下分層再進(jìn)行開采。下分層的傳統(tǒng)布置方式以巷道的布置來表征，通常有如下3種:
[0005](1)內(nèi)錯(cuò)布置，具體為下分層中的巷道位于上分層的采空區(qū)的內(nèi)側(cè)，S卩，下分層中的巷道布置在上分層的采空區(qū)的下方，上層煤柱和下層煤柱呈正梯形。這種布置，下分層中的巷道處于采空區(qū)下方的應(yīng)力降低區(qū)，圍巖受力小，下分層中的巷道易于維護(hù)。但是，在這種布置中，下層煤柱尺寸大，進(jìn)而工作面短，由此此種布置的下分層采出率低，導(dǎo)致煤炭資源損失高。
[0006](2)外錯(cuò)布置，具體為下分層中的巷道位于上分層的采空區(qū)的外側(cè)，即下分層中的巷道布置在上分煤柱的下方，上層煤柱和下層煤柱呈倒梯形。在這種布置中，下層煤柱尺寸小，進(jìn)而工作面長。由此，此種布置的下分層采出率高，進(jìn)而煤炭資源損失低。但是，下分層中的巷道位于上層煤柱下方，下分層中的巷道開掘處于高應(yīng)力環(huán)境，圍巖壓力大，巷道維護(hù)困難。
[0007](3)重疊布置，具體為上層煤柱和下層煤柱等大并且下層煤柱位于上層煤柱下方，這種布置的優(yōu)缺點(diǎn)介于上述內(nèi)錯(cuò)布置和外錯(cuò)布置之間。
[0008]由此可見，上述三種近距離煤層群的下分層的巷道布置方式均存在不同的優(yōu)缺點(diǎn)，目前近距離煤層群開采大部分采用內(nèi)錯(cuò)布置，以此降低下分層中巷道的支護(hù)難度，但是普遍存在煤柱尺寸過大、采出率低、巷道布置困難等一系列的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009](一 )要解決的技術(shù)問題
[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種近距離煤層群的下分層的布置方法及近距離煤層群的下分層結(jié)構(gòu)，該下分層結(jié)構(gòu)以及該布置方法所得到下分層中的巷道既具有靈活布置、支護(hù)難度小、易保養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)，又能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)下分層的高采出率。
[0011](二)技術(shù)方案
[0012]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一方面提供一種近距離煤層群的下分層的布置方法，包括:S1、在下分層中對應(yīng)于近距離煤層群的上分層中的相鄰兩個(gè)采空區(qū)的下方分別掘進(jìn)限定出一個(gè)工作面的兩條巷道，相鄰兩個(gè)采空區(qū)之間的上層煤柱位于該工作面的上方；S2、重復(fù)步驟S1以布置出至少兩個(gè)工作面，其中，相鄰的兩個(gè)工作面中的相鄰兩條巷道限定出的下層煤柱與該兩條巷道位于同一采空區(qū)的下方。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，限定出一個(gè)工作面的兩條巷道均與位于該工作面上方的上層煤柱完全錯(cuò)開呈一定的水平距離。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，限定出一個(gè)工作面的兩條巷道中的一個(gè)巷道與位于該工作面上方的上層煤柱之間的水平距離等于該巷道寬度的1-2倍。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，下層煤柱的寬度等于上層煤柱的寬度的40% -50%。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，上層煤柱位于工作面的上方中央位置。
[0017]本發(fā)明的另一方面提供一種近距離煤層群的下分層結(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)工作面，對應(yīng)于每個(gè)工作面設(shè)有限定出該工作面的兩條巷道，相鄰的兩個(gè)工作面之間的兩個(gè)巷道限定出位于二者之間的下層煤柱，限定出一個(gè)工作面的兩條巷道分別位于近距離煤層群的上分層中的相鄰兩個(gè)采空區(qū)的下方，相鄰兩個(gè)采空區(qū)之間的上層煤柱位于工作面的上方，并且相鄰的兩個(gè)工作面中的相鄰兩條巷道限定出的下層煤柱與該兩條巷道位于同一采空區(qū)的下方。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，限定出一個(gè)工作面的兩條巷道均與位于該工作面上方的上層煤柱完全錯(cuò)開呈一定的水平距離。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，限定出一個(gè)工作面的兩條巷道中的一個(gè)巷道與位于該工作面上方的上層煤柱之間的水平距離等于該巷道寬度的1-2倍。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，上層煤柱位于工作面的上方中央位置。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，下層煤柱的寬度等于上層煤柱的寬度的40% -50%。
[0022](三)有益效果
[0023]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0024]本發(fā)明的近距離煤層群的下分層的布置方法，在下分層中對應(yīng)于近距離煤層群的上分層中的相鄰兩個(gè)采空區(qū)的下方分別掘進(jìn)限定出一個(gè)工作面的兩條巷道，并且相鄰兩個(gè)采空區(qū)之間的上層煤柱位于該工作面的上方，重復(fù)上述設(shè)置以布置出至少兩個(gè)工作面，其中，相鄰的兩個(gè)工作面中的相鄰兩條巷道限定出的下層煤柱與該兩條巷道位于同一采空區(qū)的下方。由此，首先，因?yàn)橄薅ǔ鲆粋€(gè)工作面的兩條巷道分別位于上分層中的相鄰兩個(gè)不同的采空區(qū)的下方，所以兩條巷道都位于低應(yīng)力區(qū)，進(jìn)而降低了下分層中的巷道的開挖支護(hù)難度，并且使該巷道易于維護(hù)。其次，在上分層的采空區(qū)的下方區(qū)域中，下分層中的巷道可靈活布置，進(jìn)而可根據(jù)實(shí)際工況選擇其與上層煤柱之間的水平距離，進(jìn)而可在不同工況下完全避免上層煤柱的集中應(yīng)力傳遞和擴(kuò)散對其的影響。再次，下層煤柱位于上分層的采空區(qū)的下方，不受上分層開采的制約，完全避免了因下層煤柱留設(shè)過大而造成采出率低以及煤炭損失大的冋題。
[0025]本發(fā)明的近距離煤層群的下分層結(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)工作面，對應(yīng)于每個(gè)工作面設(shè)有限定出該工作面的兩條巷道，相鄰的兩個(gè)工作面之間的兩個(gè)巷道限定出位于二者之間的下層煤柱，限定出一個(gè)工作面的兩條巷道分別位于近距離煤層群的上分層中的相鄰兩個(gè)采空區(qū)的下方，相鄰兩個(gè)采空區(qū)之間的上層煤柱位于工作面的上方，并且相鄰的兩個(gè)工作面中的相鄰兩條巷道限定出的下層煤柱與該兩條巷道位于同一采空區(qū)的下方。由此，首先，因?yàn)橄薅ǔ鲆粋€(gè)工作面的兩條巷道分別位于上分層中的相鄰兩個(gè)不同的采空區(qū)的下方，所以兩條巷道都位于低應(yīng)力區(qū)，進(jìn)而降低了下分層中的巷道的開挖支護(hù)難度，并且使該巷道易于維護(hù)。其次，在上分層的采空區(qū)的下方區(qū)域中，下分層中的巷道可靈活布置，進(jìn)而可根據(jù)實(shí)際工況選擇其與上層煤柱之間的水平距離，進(jìn)而可在不同工況下完全避免上層煤柱的集中應(yīng)力傳遞和擴(kuò)散對其的影響。再次，下層煤柱位于上分層的采空區(qū)的下方，不受上分層開采的制約，完全避免了因下層煤柱留設(shè)過大而造成采出率低以及煤炭損失大的問題。
【附圖說明】
[0026]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)錯(cuò)布置方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)錯(cuò)布置方式的局部示意圖；
[0028]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中外錯(cuò)布置方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中重疊布置方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是具有根據(jù)本發(fā)明的近距離煤層群的下分層的布置方法一個(gè)實(shí)施例所獲得的下分層結(jié)構(gòu)以及本發(fā)明的近距離煤層群的下分層結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的煤層的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6是具有根據(jù)本發(fā)明的近距離煤層群的下分層的布置方法另一個(gè)實(shí)施例所獲得的下分層結(jié)構(gòu)以及本發(fā)明的近距離煤層群的下分層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施例的煤層的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖中:
[0033]1:上分層；2:下分層；11:采空區(qū)；12:上層煤柱；21:工作面；22:巷道；23:下層煤柱；a:回風(fēng)巷與位于其所限定的工作面上方的上層煤柱之間的水平距離。
【具體實(shí)