[發(fā)明專利]一種區(qū)段無煤柱開采方法

無效

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• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN101864956A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 馬立強;張東升
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21F15/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本發(fā)明涉及煤炭開采技術領域，尤其是一種適用于厚煤層工作面的無煤柱開采開采方法。

背景技術

目前，全國大部分礦區(qū)采(帶)區(qū)的工作面之間都留設煤柱，目的是為了防止生產(或準備)工作面與相鄰采空區(qū)通透漏風而引起自然發(fā)火，同時也兼顧了工作面礦山壓力的影響。為減少工作面間的區(qū)段煤柱損失，煤炭科研工作者在研究工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的基礎上，提出了沿空掘巷和沿空留巷技術。

沿空掘巷技術可分為完全沿空掘巷(不留煤柱)和留窄煤柱沿空掘巷。由于采空區(qū)的水和瓦斯及其冒落的矸石會對巷道的正常掘進構成危險，而且給掘進通風造成一定影響，因此一般不采用完全沿空掘而采用留設3～6m寬的窄煤柱護巷。這仍存在著煤炭資源損失問題(約損失2％以上)，而且煤柱在采空區(qū)被壓酥，甚至壓碎，極易造成采空區(qū)煤柱自然發(fā)火，對安全生產構成威脅。隨著厚煤層(我國厚煤層儲量豐富，其中國有重點煤礦厚煤層儲量占44％)回采工作面對通風量的需求增大，回采巷道斷面需要不斷增大，受礦山壓力的影響也愈大，留設窄煤柱的弊端愈加明顯。

沿空留巷技術可分為巷旁充填和巷內充填兩種，傳統(tǒng)的巷旁充填帶存在支護阻力、可縮性等力學性能與沿空留巷圍巖變形不相適應和密閉性能差等缺點，不利于巷道維護和防止采空區(qū)漏風與自燃發(fā)火。因此，長期以來我國沿空留巷技術基本上只是應用在條件較好的薄及中厚煤層，條件困難或厚煤層中難以發(fā)展沿空留巷，多采用窄煤柱沿空掘巷技術。

近年來，隨著高強錨桿支護技術和充填工藝的完善，煤礦井下巷道錨桿支護技術和充填技術已基本取得成功，克服了傳統(tǒng)巷內支護難適應大變形及充填體無初撐力等缺點，非常有利于頂板的穩(wěn)定。在此基礎上，提出并實施了綜放巷內充填原位沿空留巷技術，可實現(xiàn)厚煤層無煤柱開采，且充填帶受運輸平巷內原有支護的保護。但受井下回采空間的制約，上區(qū)段運輸平巷(此巷要維護好，留作下區(qū)段的回風平巷)內的充填帶布置在靠近上區(qū)段工作面采空區(qū)一側，故只能在上區(qū)段工作面的后方進行充填施工。施工空間維護及施工組織較困難，安全隱患較大，關鍵是在充填過程中要妨礙上區(qū)段工作面的正常生產，影響高產高效。

發(fā)明內容

技術問題：本發(fā)明的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種方法簡單，安全可靠，效率高的區(qū)段無煤柱開采方法。

技術方案：本發(fā)明的區(qū)段無煤柱開采方法：在上區(qū)段工作面回采后的上區(qū)段運輸平巷內，緊靠下區(qū)段工作面?zhèn)让罕跇嬛飪冉禹敵涮顗w，充填墻體隨上區(qū)段工作面的推進逐段施工，直至完成上區(qū)段工作面的回采；然后緊靠充填墻體進行下區(qū)段工作面的下區(qū)段運輸平巷的掘進，依托充填墻體的支撐，實施下區(qū)段工作面的開采，依次循環(huán)，完成整個區(qū)域的煤炭開采。

所述的接頂充填墻體寬度不超過5m；所述的接頂充填墻體的抗壓強度不小于5MPa。

有益效果：借助區(qū)段運輸平巷原有錨桿支護的特點，在區(qū)段運輸平巷內緊靠下一區(qū)段工作面?zhèn)让罕跇嬛飪冉禹敵涮顗w，即克服了工作面采出區(qū)段煤柱的難題，不需留設煤柱，就可實現(xiàn)區(qū)段無煤柱的開采。又大大提高了煤炭資源的回收率，降低了生產成本，從根本上解決了原區(qū)段運輸平巷垮塌形成孔洞造成的瓦斯泄漏。其方法簡單，安全可靠，效果好，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的區(qū)段無煤柱開采方法布局示意圖；

圖2是本發(fā)明的區(qū)段無煤柱開采方法實施情況示意圖。

圖中：1-上區(qū)段運輸平巷，2-上區(qū)段工作面，3-下區(qū)段工作面，4-巷內充填墻體，5-采空區(qū)，6-下區(qū)段回風平巷。

具體實施方式

圖1所示，在上區(qū)段工作面2和下區(qū)段工作面3之間施工有由錨桿(索)等支護的上區(qū)段運輸平巷1，上區(qū)段工作面2的后部為采空區(qū)5，在上區(qū)段工作面2回采后的上區(qū)段運輸平巷1內，緊靠下區(qū)段工作面3側煤壁，采用充填材料構筑巷內接頂充填墻體4，進行充填時，要確保巷內充填墻體4與巷道頂?shù)装褰唤訃缹崳荒苈╋L，接頂充填墻體4壓實后的抗壓強度不小于5MPa。若上區(qū)段運輸平巷1為大斷面巷道，即巷道寬度超過5m，只需對上區(qū)段運輸平巷1進行部分巷內充填，即接頂充填墻體4的寬度不超過5m；充填墻體4隨上區(qū)段工作面2的推進而逐段施工，直至完成上區(qū)段工作面2的回采；然后緊靠充填墻體4進行下區(qū)段工作面3的下區(qū)段運輸平巷6的掘進，依托充填墻體4的支撐，緊沿巷內充填體4進行掘進，不再留設煤柱，實施下區(qū)段工作面3的開采，依次循環(huán)，完成整個區(qū)域的煤炭開采，實現(xiàn)區(qū)段無煤柱開采。

圖2(a)所示，在布置上區(qū)段工作面2時，按普通斷面進行開掘上區(qū)段運輸平巷1，并采用錨桿(索)進行支護；