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上行式开採【上行式开採】开採煤层群时，各煤层的开採顺序有下行式和上行式两种 。在开採煤层群时，先採下煤层（组）后采上煤层（组）的开採顺序称为上行式开採 。也叫做反程式开採 。
基本介绍中文名：上行式开採
外文名：ascending mining
套用学科：採矿工程
判别方法：比值判别法
影响因素：层间距、采高等
别称：反程式开採
简介判定方法上下煤层层间距是影响上行式开採的主要技术因素之一 。因此，确定安全合理的上行式开採的层间距，是研究上行式开採的首要问题 。主要方法有：（1）比值判别法当下部开採一个煤层时，用比值K的大小判别：K=H/M式中：H：上下煤层之间的垂距 。M：下煤层采高 。我国上行开採的生产实践和研究表明，当K>7.5时，先採下部煤层一般不影响在上煤层内进行正常準备和回採 。（2）“三带”判别法当上下煤层的层间距小于或等于下煤层的垮落带高度时，上煤层整体性将遭到严重破坏，无法进行上行开採；当上下煤层间距小于或等于断裂带高度时，上煤层整体性只发生中等程度的破坏，採取一定安全措施后，可正常进行上行回採；当上下煤层的层间距大于下煤层的断裂带高度时，上煤层只发生整体移动，整体性不受破坏，可正常进行上行回採 。上煤层的开採应在下煤层开採引起的岩层移动稳定之后进行 。（3）围岩平衡法上行开採破坏了采场上覆岩(煤)层的原始应力平衡状态，必然引起上覆岩(煤)层的横向及纵向变形与破坏 。上覆岩(煤)层的横向及纵向离层变形产生大量采动裂隙，破坏煤层，但随着时间延长，采动裂隙会重新闭合压实 。而纵向剪下变形则表现为煤层发生台阶错动，破坏煤层整体性 。后者是影响上行开採的最大障碍 。控制岩层台阶错动，就是采场围岩力系平衡问题 。采场上覆岩体在垂直方向上分为垮落带、断裂带、及弯曲下沉带 。从围岩平衡的观点，可以分为非平衡带(即垮落带)、部分平衡带(相当于断裂带的下位岩层)，平衡带(相当于断裂带的下位岩层之上的岩层) 。沿走向可分为原始应力区A、煤壁支撑区B、离层区C、重新压实区D及稳定区E，如下图所示 。
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走向图断裂带的上位岩层形成“煤壁及上覆岩层一矸石”为支撑体系的岩层结构 。一般岩层自身可形成不发生台阶错动的平衡岩层结构 。断裂带的下位岩层形成以“煤壁一支架一矸石”为支撑体系结构的岩层结构 。这种岩层结构在支架参与下可获得平衡 。采场上覆岩层中具有一定厚度，而强度较高的岩层是控制采场上覆岩层移动的关键，这种起控制作用的岩层称为关键层 。在回採过程中，能够形成不发生台阶错动的平衡岩层结构的岩层称为平衡岩层 。设从下煤层顶板至平衡岩层顶板的高度叫围岩平衡高度，则其上行的基本準则是：当采场上覆岩层中有坚硬岩层时，上煤层应位于距下煤层最近的平衡岩层之上；当采场上覆岩层均为软岩时，上煤层应位于断裂带内 。上煤层的开採应在下煤层开採引起的岩层移动稳定之后进行 。上行开採必要的层间距H可按下式计算：H>h+M/(K1-1)式中M：下煤层采高；K1：岩石碎胀係数，K1=1.10~1.15；h：平衡岩层本身厚度，按岩（煤）层柱状图确定 。技术措施及套用条件上行式开採的一般技术措施：上煤层的开採必须在下煤层开採引起的岩层移动稳定之后进行；当层间距较小时，下煤层宜採用无煤柱护巷；应合理布置开採边界；同时应避免先在上煤层开掘巷道 。一般情况下，上行式开採为非正常开採顺序，只有在下列情况下，才採用上行式开採 。（1）当上层煤顶板坚硬，煤质坚硬不易回採时，採用上行式开採，可消除或减轻上煤层开採时发生的冲击地压和周期来压强度，也可解除地质构造应力之影响 。（2）当上层煤含水量大时，先採下层煤可疏干上层煤的含水 。（3）当上层为煤与瓦斯突出煤层时，下部又有可作为保护层开採的煤层，採用上行式开採，可减轻或消除上煤层的煤与瓦斯突出的危险 。（4）上部为劣质、薄及不稳定煤层，开採困难，长期达不到设计能力 。可先开採下煤层或上下煤层搭配开採，以达到设计能力 。（5）建筑物下、水体下、铁路下採煤，有时候需要先採下层煤，后采上层煤，以减轻对地表的影响 。（6）开採火区或积水区下压煤，有时需要採用上行式开採 。（7）上部煤层开採困难或投资很多，或下部煤质优良，从国民经济需要及企业要求效益出发，有时採用上行式开採 。（8）复采採空区上部遗留的煤炭资源，等等 。研究现状我国的上行开採实践始于世纪年代,煤层群上行开採引起了採矿界的广泛关注，进行了有计画的试采和研究工作 。世纪年代，上行开採多套用于煤矿设计、矿井技术改造和老矿区矿井的复采工作中，特别是煤矿复采老矿井採空区上方遗留的煤炭资源，并获得了一定的实践经验 。具体为当下部只开採一个煤层且采动影响倍数，则上煤层即可正常开採如果下煤层刀柱式开採，则下部煤柱对应的上煤层工作面中有可能出现局部顶板岩层和煤层的开裂，採取相应措施也可保证上行开採的正常进行当下部开採多层煤且采动影响倍数，则可上煤层可进行正常採煤工作当上煤层位于下煤层开採后的垮落带之上，一般可进行上行开採上、下煤层的开採必须留有足够的间隔时间 。影响因素层间距多煤层上行式开採的生产实践及科学研究证明，层间距是影响上行式开採的最主要因素 。层间距越大，上覆岩层移动越平缓，倾斜、曲率等各种变形值越小，越有利採用上行式开採 。反之，上覆岩层变形越剧烈，甚至出现台阶下沉或上覆岩层冒落性破坏，则需要採取一定的技术措施方可进行上行式开採 。采高采高是影响上覆岩层破坏状况及其高度的根本因素 。一般采高越大，采出的空间越高，上覆岩层的下沉越大，各种变形值也增大，采场上覆岩层结构的平衡几率就越小，势必导致采场上覆岩层的严重破坏，採用上行式开採越困难 。採煤方法採煤方法是控制覆岩破坏高度的重要因素 。採煤方法中，其顶板管理方式决定着覆岩破坏的空间形态和高度 。採用全部垮落法管理顶板时，采场上覆岩层形成“三带”，顶板下沉量大，且随采高而变化 。如採用条带採煤法，则上覆岩层的位移变形量小，破坏也较轻，但煤柱附近容易出现应力集中 。岩性及层间结构当顶板赋存有节理裂隙发育的石灰岩或坚硬砂岩时，这些岩层在下沉过程中易于形成缓慢下沉，其上覆岩层将均匀下沉，坚硬岩层即使折断，也容易形成平衡岩层结构，这有利于上行式开採 。采动时空关係煤层采出后，覆岩冒落、移动至压实,有一个时间发展过程 。据现场实测,裂隙带发育到最高而后稳定的时间一般需要4～ 6个月 。总之上行式开採时，上、下煤层的开採应间隔足够的时间，否则即使有足够的层间距，开採上煤层也会遇到困难 。空间上,被解放层回採工作线应在解放层采后的的卸压带範围内 。