[發明專利]采動覆巖分區隔離注漿充填采煤方法

有效

• 申請號: 201210164929.9
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102704933A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 許家林;軒大洋;朱衛兵
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21F15/08;E21D11/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

技術領域

本發明涉及一種煤礦開采沉陷控制方法，尤其是一種適用于建筑物下采動覆巖分區隔離注漿充填采煤方法。

背景技術

建筑物下壓煤開采一直是困擾我國煤礦企業的重大問題，尤其是村莊下壓煤開采。隨著部分礦區資源逐漸枯竭，村莊壓煤問題愈發突出；特別是在經濟相對發達地區，由于土地資源緊張、征遷費用提高，不搬遷開采建筑物下壓煤勢在必行。建筑物（村莊）壓煤的成功開采，對提高煤炭資源利用率、緩解礦井資源緊張局面意義重大。

傳統的建筑物下壓煤問題解決方法有留設保護煤柱、條帶開采、離層注漿充填、采空區充填（如矸石充填、膏體充填、高水材料充填等）。留設保護煤柱方法雖然能夠解決地表沉陷問題，但無法回收建筑物下壓煤，造成大量煤炭損失；條帶開采的缺點是回采率低（一般小于50%）、資源浪費嚴重，而且巷道掘進率高、生產效率低，制約著煤礦高產高效發展；傳統的離層注漿充填，僅在非充分開采時（即開采區域尺寸較小）減沉效果較好，其缺點是無法在相鄰多工作面開采時取得理想的減沉率，即注漿充填開采第一個工作面時減沉效果較好，而開采相鄰第二個工作面時減沉率有限甚至出現注漿困難從而導致失敗的情況；采空區充填在解決部分礦井建筑物下壓煤問題的同時也顯示出局限與不足之處，例如，充填系統初期投資大、充填體接頂性差、充填材料價格高、充填與采煤干擾大、充填采煤效率低等。

發明內容

技術問題：本發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、煤炭采出率高、充填與采煤干擾小、充填成本低、沉陷控制效果好的采動覆巖分區隔離注漿充填采煤方法。

技術方案：本發明的采動覆巖分區隔離注漿充填采煤方法，包括如下步驟：

（1）將采區劃分為若干個采煤工作面，采煤工作面之間留設隔離煤柱，在保證覆巖主關鍵層不發生破斷的情況下確定采煤工作面的開采寬度l為100～200m，在保證相鄰工作面注漿充填開采后隔離煤柱具有足夠穩定性的條件下設定隔離煤柱的寬度b為40～80m；

（2）在采煤工作面開采之前，依次在若干個采煤工作面上方的地表向煤層方向施工若干組注漿鉆孔，每組注漿鉆孔為一個主注漿鉆孔和一個輔注漿鉆孔，同一個采煤工作面內相鄰兩組注漿鉆孔之間的距離為100～200m；

所述主注漿鉆孔的終孔深度位于煤層上方15～40倍煤層采高；

所述輔注漿鉆孔的終孔深度位于主注漿鉆孔終孔深度上方30～50m處；

（3）按常規開采工藝逐一對所有采煤工作面進行開采，當采煤工作面開采至距主注漿鉆孔10～30m時，通過主注漿鉆孔向采煤工作面上方巖層中的離層帶內注入粉煤灰漿體；當采煤工作面開采至距輔注漿鉆孔10～30m時，通過輔注漿鉆孔向采煤工作面上方巖層中的離層帶內注入粉煤灰漿體，如此循環，直至完成采區隔離注漿充填采煤。

有益效果：本發明適用于建筑物下壓煤開采，通過設計合理的采煤工作面寬度，并留設適當的隔離煤柱實現相鄰多工作面注漿充填并保證采動覆巖結構的穩定性，減沉率明顯增大，解決了以往的離層注漿充填在相鄰工作面開采時注漿失敗的問題，能夠實現相鄰多工作面充分采動條件下不遷村采煤；與傳統的條帶開采相比，采出率大大提高、工作面寬度增加、巷道掘進率降低，能實現工作面高產高效；與采空區膏體充填、矸石充填等全部充填技術相比，充填系統建設周期短、初期投資少、采煤與充填相互干擾少、充填成本低，對“工作面間因構造而必須留設保護煤柱的采區”、“村莊位于采區邊界導致部分壓煤的采區”、“采區煤層賦存不穩定造成遷村采煤具有經濟風險的采區”等條件下不遷村采煤具有更好的適應性。煤炭采出率高（面積采出率達80%）、充填與采煤干擾小、充填系統簡單、充填成本低、沉陷控制效果好，能夠將煤層開采導致的地表沉陷控制在允許范圍之內，并且能夠適用于大面積開采。

附圖說明

圖1?是本發明的采區工作面劃分平面示意圖；

圖2?是本發明的注漿鉆孔布置平面示意圖；

圖3?是本發明的采動覆巖分區隔離注漿充填采煤剖面示意圖。

圖中：1－采煤工作面；2－隔離煤柱；3－主注漿鉆孔；4－輔注漿鉆孔；5－地表；6－巖層；7－離層帶；8－煤層。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步描述：