[发明专利]近距离煤层群的下分层的布置方法及下分层结构

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭领域，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。

背景技术

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，即，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。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明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，本发明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。

根据本发明，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。

根据本发明，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。

根据本发明，下层煤柱的宽度等于上层煤柱的宽度的40％-50％。

根据本发明，上层煤柱位于工作面的上方中央位置。

本发明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。

根据本发明，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。

根据本发明，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。

根据本发明，上层煤柱位于工作面的上方中央位置。

根据本发明，下层煤柱的宽度等于上层煤柱的宽度的40％-50％。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：