当煤层很厚时，将煤层分成若干层，一般是2层或3层，分别开采。这种回采工艺就叫做"分层开采"。不过，很少采用分层开采的回采工艺了，而多采用放顶煤开采工艺和一次采全高回采煤炭。

比如淮南煤田的C13槽煤层，厚约6米。分层开采C13槽煤层具体的做法如下:将该层煤人为分成顶区、中区和底区。石门进入煤层后，在煤层顶区，沿煤层顶板分别施工上下顺槽和工作面切眼，构成工作面通风系统。这时就可以使用走向长壁采煤法回采了。回采时需要在工作面内的底板铺设顶网，作为中区开采的顶板。

铺设顶网后，开采下一分层时，可以将上分层的冒落矸石拖住，有利于下分层开采时的顶板管理。铺设网就是为了形成稳定的顶板结构。上层铺的底网一般不拿出来。有的能拿出来，有的已经压实拿不出来。但不管能不能拿出来，都不要拿出来，因为拿出来是要破坏再生顶板的稳定结构的。

顶区开采结束后，间隔一定时间，重复施工上下顺槽和切眼，然后开采。这时是"中区开采"。把急倾斜厚煤层沿水平方向分成若干2~3m厚的分层,由上而下依次开采。在每个分层内布置回采工作面和分层平巷，采区巷道可按双翼或单翼布置。区段高度一般为 15~30m。回采工作面长度就是煤层的水平厚度，工作面沿走向推进。煤层水平厚度小于8m时,仅需在分层底板掘一条分层平巷;大于8m时,应在顶板位置再掘一条分层平巷，两条分层平巷间，沿走向每隔 15~18m用煤门贯通。回采时要经常保持2~3个溜煤眼与分层工作面相通。上下分层工作面的超前距离应保持15~30m,同时生产的工作面可达5~7个。工作面用风镐或爆破法落煤,人力装煤,工作面较长时应安设刮板输送机。用木支架或金属支柱配合铰接顶梁支护。分层间可铺设假顶。用全部垮落法处理采空区。本法能适应煤层厚度和倾角的变化，回采率高;但巷道布置复杂，产量低，掘进量大，通风、运料困难，回采工序多，劳动强度大，机械化程度低。厚度大于4m的急倾斜煤层可用本法，但已逐步被其他方法代替。