[發(fā)明專(zhuān)利]一種煤巖同采保護(hù)層與被保護(hù)層協(xié)同開(kāi)采方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510939170.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105507903A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林柏泉;劉統(tǒng);楊威;李賀;高亞斌;王瑞;黃展博
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21C41/18
• 分類(lèi)號(hào): E21C41/18;E21B43/00
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤巖同采保護(hù)層與被保護(hù)層協(xié)同開(kāi)采方法，尤其適用于保護(hù)層開(kāi) 采條件較差的多煤層聯(lián)合開(kāi)采。

背景技術(shù)

對(duì)于煤層群而言，最有效的卸壓增透，抽采瓦斯方法首選開(kāi)采保護(hù)層，這也是《防 治煤與瓦斯突出規(guī)定》中優(yōu)先采用的煤層卸壓抽采瓦斯方法。但是對(duì)于很多煤層群而言，由 于煤層間隔距離大或煤層薄厚分布不均、極化嚴(yán)重而不具備良好的保護(hù)層開(kāi)采條件。有學(xué) 者提出采用煤巖同采的方法實(shí)施保護(hù)層開(kāi)采，但是煤巖同采保護(hù)層開(kāi)采時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量矸 石，需“兩頭一面”(兩個(gè)保護(hù)層掘進(jìn)工作面和一個(gè)回采工作面)，經(jīng)計(jì)算日排矸量巨大，又不 很多礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的單一性，必然會(huì)影響煤質(zhì)；其次，大量的矸石如升井排放堆積，其提升 費(fèi)用增長(zhǎng)，同事將面臨占用大面積土地和環(huán)境污染的問(wèn)題；加之由于多煤層聯(lián)合開(kāi)采，引發(fā) 地表沉陷問(wèn)題日趨嚴(yán)重，這些都成為許多礦井在選擇進(jìn)行煤巖同采保護(hù)層開(kāi)采方法時(shí)不得 不考慮的問(wèn)題，由于被保護(hù)層的鄰近煤層極薄或基本無(wú)鄰近煤層，矸石排放量巨大，許多礦 井不得不放棄對(duì)其進(jìn)行煤巖同采保護(hù)層開(kāi)采。為了解決這一系列問(wèn)題，使煤巖同采保護(hù)層 開(kāi)采方法得到有效推廣，本發(fā)明提出一種煤巖同采保護(hù)層與被保護(hù)層協(xié)同開(kāi)采方法，實(shí)現(xiàn) 多煤層聯(lián)合、保護(hù)層與被保護(hù)層協(xié)同安全高效綠色開(kāi)采。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種安全高效、綠色經(jīng)濟(jì)，能 有效解決煤巖同采保護(hù)層開(kāi)采面臨的矸石提升耗能、矸石堆積占用土地面積、污染環(huán)境和 多煤層開(kāi)采地表沉陷等問(wèn)題的煤巖同采保護(hù)層與被保護(hù)層協(xié)同開(kāi)采方法，以擴(kuò)大了煤巖同 采保護(hù)層的開(kāi)采適用范圍。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的煤巖同采保護(hù)層與被保護(hù)層協(xié)同開(kāi)采方法，將待采煤 層上部的煤巖同采保護(hù)層開(kāi)采出的煤巖經(jīng)處理分離運(yùn)輸?shù)缴弦槐槐Ｗo(hù)層，對(duì)上一被保護(hù)層 的采空區(qū)進(jìn)行充填，在實(shí)現(xiàn)上一被保護(hù)層充填開(kāi)采的同時(shí)，開(kāi)采煤巖保護(hù)層會(huì)使得待采煤 層卸壓增透，繼而可對(duì)待采煤層實(shí)施預(yù)抽瓦斯消突措施，待煤巖保護(hù)層開(kāi)采完成后，可直接 對(duì)待采煤層進(jìn)行正常開(kāi)采，從而實(shí)現(xiàn)多煤層聯(lián)合、保護(hù)層與被保護(hù)層協(xié)同安全高效開(kāi)采，具 體步驟如下：

a.開(kāi)采煤層群時(shí)，進(jìn)行多煤層聯(lián)合開(kāi)采，確定距離待采煤層的最大保護(hù)垂距以?xún)?nèi) 的某一層處，選擇薄煤層+巖層作為該待采煤層的煤巖同采保護(hù)層；

b.對(duì)煤巖同采保護(hù)層進(jìn)行開(kāi)采，同時(shí)進(jìn)行在待采煤層上部已經(jīng)實(shí)施過(guò)保護(hù)層開(kāi)采 措施的鄰近上一被保護(hù)層的開(kāi)始正常回采，形成煤巖同采保護(hù)層和上一被保護(hù)層或同時(shí)開(kāi) 采的格局；

c.在煤巖同采保護(hù)層開(kāi)采的過(guò)程中，將開(kāi)采出的煤和巖石根據(jù)大小進(jìn)行分離、洗 選和破碎后，從煤巖同采保護(hù)層工作面運(yùn)輸至上一被保護(hù)層工作面，對(duì)上一被保護(hù)層采空 區(qū)進(jìn)行充填，避免了采出的矸石排出礦井外的同時(shí)，解決了充填材料的來(lái)源問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)上一 被保護(hù)層的充填開(kāi)采；

d.煤巖同采保護(hù)層開(kāi)采后，煤巖同采保護(hù)層采空區(qū)頂板或底板鄰近煤巖層破壞、 移動(dòng)和變形，并在特定時(shí)間和空間內(nèi)，使煤層膨脹、裂隙發(fā)育、透氣性系數(shù)呈數(shù)百倍以上增 加，煤層吸附瓦斯大量解析；

e.對(duì)待采煤層進(jìn)行瓦斯抽采，降低待采煤層中瓦斯含量，消除待采煤層的突出危 險(xiǎn)性；

f.隨著煤巖同采保護(hù)層開(kāi)采完畢，待采煤層內(nèi)的瓦斯也得到了有效抽采，即可對(duì) 待采煤層進(jìn)行正常開(kāi)采。

當(dāng)遇到待采煤層距離上方煤巖層的垂距較遠(yuǎn)時(shí)，超過(guò)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》確 定最大保護(hù)垂距，即保護(hù)層開(kāi)采條件差或無(wú)保護(hù)層開(kāi)采條件的復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí)，選擇一巖 層作為待采煤層的煤巖同采保護(hù)層。

所述煤巖同采保護(hù)層位于待采煤層上部或下部。