[發明專利]“三下”開采充填工藝

有效

• 申請號: 201210309913.2
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102865099A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 趙俊杰;張成成;張志鵬;魏廣;程鵬
• 申請（專利權）人: 山西晉煤集團金鼎煤機礦業有限責任公司
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F1/08
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及煤炭開采工藝，具體為一種?“三下”開采充填工藝。

背景技術

在我國大部分的煤礦中，都存在“三下”(建筑物下、鐵路下、水體下)壓煤嚴重的問題，制約了礦井的發展。由于要考慮開采會對地面建筑物及鐵路的穩定性產生影響，同時慮及井下作業的安全性，所以在“三下”進行煤炭開采需采用較為特殊的開采技術，這類特殊的開采技術簡稱為“三下”開采技術。目前常用的條帶采煤法雖然是開采“三下”壓煤的重要方法，但由于其較低的回采率以及不適合大、中型煤礦綜采設備的安裝使用，從而使其無法普遍推廣，而使用大、中型礦井綜采設備在“三下”采煤又面臨采空區充填問題。因此需要一種回采率高、且充填效果好的開采工藝。

為保證井下的通風通暢，防止瓦斯積聚，在采煤過程中必須有一個回風巷，即至少應該建有兩條相互貫通的巷道，一條進風，一條出風，形成回風通道，以確保安全。

發明內容

本發明為解決目前煤礦“三下”開采技術中存在的回采率低、對采空區無法進行有效充填的技術問題，提供一種“三下”開采充填工藝。

本發明是采用以下技術方案實現的：一種?“三下”開采充填工藝，包括以下步驟：（a）在平行于待采煤層的兩邊分別開掘一條皮帶回風巷和一條軌道進風巷；所述皮帶回風巷與軌道進風巷的走向與回采方向平行；沿著皮帶回風巷與待采煤層不相鄰的一邊開鑿一條與皮帶回風巷平行的運矸回風巷，所述運矸回風巷與皮帶回風巷之間的煤層形成煤墻；（c）對待采煤層進行回采，同時在運矸回風巷與皮帶回風巷之間的煤墻上垂直于運矸回風巷開鑿出與回采后形成的采空區相通的聯絡橫川，同時通過運矸回風巷將矸石運至已經開鑿出的聯絡橫川處；（d）對采空區進行煤矸石充填作業，將煤矸石通過聯絡橫川充填至采空區，充填過程中應始終保持采空區的寬度不大于15米；將該采空區填滿后，再將聯絡橫川填滿，完成一個作業循環；（e）不斷重復前述作業循環，按照回采進度不斷開鑿新的聯絡橫川，并對采空區進行充填作業，直至將采空區全部充填完畢；開鑿新的聯絡橫川時，新的聯絡橫川和與其最近的已經充填滿的聯絡橫川之間的間距為15~20米，相鄰兩個聯絡橫川之間的煤墻稱為保護煤柱。

如圖1所示，所述皮帶回風巷和軌道進風巷分別位于待采煤層的兩邊，且與回采方向平行，且相互平行；皮帶回風巷、軌道進風巷、采空區以及設于采煤工作面8的采煤設備后部的支架所在的空間形成回風通道，以確保井下的通風順暢；運矸回風巷與皮帶回風巷之間夾有一層煤墻，運矸回風巷用于運輸矸石；在對待采煤層進行回采的同時，在煤柱上開鑿一個連通運矸回風巷與皮帶回風巷的聯絡橫川；采出的煤通過皮帶回風巷運出；矸石運送至已開鑿好的與采空區連通的聯絡橫川處，并被充填至采空區；充填過程中應保證采空區的寬度不大于15米，以確保采煤工作面的安全；所述采空區的寬度是指沿回采方向的寬度；將該采空區填滿后，就要開鑿新的聯絡橫川；在開鑿新的聯絡橫川時，應該先將上一個聯絡橫川充填滿，以確保新開鑿的聯絡橫川所承受的壓力不至于過大，確保作業安全；新開鑿的聯絡橫川與已經被充填的且距離最近的聯絡橫川的間距為15~20米，也就是兩個聯絡橫川之間的保護煤柱的寬度為15~20米，以保護整個作業面的安全；保護煤柱的寬度為15~20米，也可以在確保采空區安全的前提下與采空區位置能夠對應，確保充填作業的順利實施；開采作業與開鑿聯絡橫川以及對采空區進行充填作業可以是分別進行，也可以同步進行，直到將整個待采煤層開采充填完畢。所用的矸石一部分來自井下采出的原煤一部分來自井上的礦山或洗煤廠。圖1最右邊的聯絡橫川為最先開鑿的，用于對采空區5進行充填作業，位于中間的聯絡橫川為下一個將要開鑿的聯絡橫川。一般的待采煤層寬度為150米~200米，而皮帶回風巷、軌道進風巷以及運矸回風巷的寬度不過幾米，所以本發明的回采率非常高，在確保安全的前提下最大限度的提高了回采率。

本發明實現了邊開采邊充填矸石至采空區，最終在待采煤層開采完畢時將其填滿，既保證了整個作業過程的安全，又使得井下井上易造成污染的矸石得到充分利用，有效避免了“三下”開采對地面建筑物、鐵路及水體的破壞。本發明適合于大、中型煤礦綜合機械化采煤，回采率高，矸石利用合理，達到礦區生態與社會和諧。

進一步的，在軌道進風巷的進口與皮帶回風巷的出口均設有風機；軌道進風巷與皮帶回風巷的巷道內設有與風機相連接的風筒。通常情況下，在井下開采作業時，一般都要在相應位置設立風機以及風筒，以確保井下通風，使井下瓦斯等危險氣體濃度保持在安全范圍內，確保人員的安全。

附圖說明