[發明專利]一種特厚煤層固體膠結充填巷式開采方法

有效

• 申請號: 201310517683.3
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103527197A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 張吉雄;張強;姜海強;李劍;周楠;郝雄飛
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21F15/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及煤礦一種特厚煤層固體膠結充填巷式開采方法，尤其適用于“三下”壓煤中的特厚煤層的充填開采。

背景技術

“三下”壓煤開采是近期被廣泛研究的對象，對于“三下”壓煤開采，國內外學者做了大量實驗研究并取得諸多成果，對于薄煤層和中厚煤層一般采用充填開采的方法來控制地表沉陷，保護地表建筑物。對于10m以上特厚煤層大多采用分層開采和放頂煤的開采方法，“三下”壓煤中的特厚煤層的開采一直是個難題，傳統的分層充填開采雖然能夠在一定程度上控制上覆巖層移動和地表沉陷，但對于要完全開采“三下”壓煤中的特厚煤層，并要保證上覆巖層移動和地表沉陷在需要的范圍內，必然要求充實率達到更高的標準才能控制等價采高在理想的范圍內。膠結材料凝固后有很好的承壓能力和抗變形能力，巷式開采利用掘進機在煤體中掘進出煤，僅造成小范圍的采動影響，對于控制頂板下沉有著很大的優勢，能為充填物提供良好的空間，綜上所述，這種將“巷式開采”、“分層開采”和“膠結充填”相結合的一種“三下”壓煤的開采方法在提高煤炭資源回收率、控制上覆巖層移動、保護地表構筑物中能夠發揮重要作用，成為解放“三下”壓煤中特厚煤層開采的首選技術。

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，提供一種易于操作、安全可靠、煤炭資源采出率高、充填效果好的特厚煤層固體膠結充填巷式開采方法。

技術方案：本發明的特厚煤層固體膠結充填巷式開采方法，包括在煤體內自運輸上山巷道至區段邊界方向掘進形成運輸巷；在煤體內自軌道上山巷道至區段邊界方向掘進形成軌道巷；從運輸巷或軌道巷沿上下山巷道方向掘進形成聯絡巷，貫通運輸巷與軌道巷；其特征在于：

a.將待采區段內的特厚煤層按層高均勻劃分為3～5m采高的多個分層H，自上而下開采，按3～5m采高及工作面煤壁長度將每個分層H分為25～30m的多個分段L，間隔開采，以避免巷道之間的采動影響；

b.從首個分層的首個分段自保護煤柱邊界起沿上山巷道方向掘進采煤，先布置掘進機，并在掘進機后部連接可伸縮運煤帶式輸送機，同時在運輸巷中布置運煤轉載機及其它巷內配套運煤設備；

c.設備布置完畢，進行寬度為3～5m的巷道開采和膠結充填漸進循環作業，其步驟如下：

（1）首先掘采首個分段L的首個巷道，依次啟動運煤轉載機、可伸縮運煤帶式輸送機、掘進機，沿上山巷道方向進行掘進，采出的煤經可伸縮運煤帶式輸送機、運煤轉載機運出；

（2）首個分段L的首個巷道掘采完成后，將掘進設備移至下一分段的首個巷道，密封已采巷道靠近運煤巷一端；

（3）向首個分段L的首個巷道中注入膠結材料，完成對首個巷道的充填；

（4）對下一分段的首個巷道進行掘采，完成之后，在該分段巷道中注入膠結材料的同時，再進行下一分段的首個巷道掘采；

（5）重復步驟4，直至完成首個分層H中的所有分段的首個巷道的掘采和充填；

（6）在所有已充填固化的首個巷道側按分段L的距離間隔逐一掘采巷道，直至完成首個分層H內所有煤炭的掘采、充填；

（7）重復步驟(1)-(6)，自上而下，依次對均勻劃分采高的每個分層H進行掘采、充填，直至完成此區段內煤層的掘采與充填。

有益效果：本發明是一種將“巷式開采”、“分層開采”和“膠結充填”相結合的“三下”壓煤的開采方法，利用掘進機在煤體中掘進出煤，僅造成小范圍的采動影響，這對于控制頂板下沉有著很大的優勢，能為充填物提供良好的空間。在已采巷道中注入膠結材料，膠結材料沿著巷道向另一端流動直至充滿整個巷道，膠結材料凝固后有很好的承壓能力和抗變形能力，有效解決了“三下”壓煤中的特厚煤層的開采問題，實現無煤柱開采，大大提高了煤炭資源回收率，減少了煤炭資源的浪費，對于特厚煤層上覆巖層的移動具有很好的控制。本發明采用膠結材料巷式充填分層開采技術，使膠結材料完全充滿整個巷道，充實率高，膠結材料凝固后形成堅硬的整體，具有很好的承壓能力和抗變形能力，使得上覆巖層移動在較低的范圍內，對地表建筑物的影響甚微，有效控制了礦壓顯現與地表沉陷，對于解放“三下”壓煤中的特厚煤層中顯現出極好的技術優勢。其方法簡單，操作方便，安全、效果好，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明的巷式充采示意圖。

圖2是本發明的巷式充采A-A剖視圖。

圖3是本發明第二層巷式充采剖視圖。

圖4是本發明的工作面第一層布置示意圖。

圖5是本發明第一層充填示意圖。

圖6是本發明的工作面第二層布置示意圖。