[發(fā)明專(zhuān)利]一種切頂充填臨近采空區(qū)的類(lèi)房柱式采煤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710877942.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107575229B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈?qū)毺?/a>;王昌祥;孫熙震;孟凡寶;路瑤;劉音;張新國(guó);崔博強(qiáng);郭皓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21C41/18
• 分類(lèi)號(hào): E21C41/18;E21F15/00
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專(zhuān)利代理有限公司 37252
• 代理人: 申傳曉

本發(fā)明公開(kāi)了一種切頂充填臨近采空區(qū)的類(lèi)房柱式采煤方法，獲取直接頂初次垮落步距L₀，當(dāng)采煤進(jìn)度的進(jìn)尺達(dá)到初次垮落步距L₀的1/3時(shí)，從滯后采煤機(jī)一個(gè)基本單元的距離開(kāi)始切頂；在對(duì)應(yīng)基本單元的切頂部布置對(duì)應(yīng)炮眼，采煤進(jìn)度的進(jìn)尺達(dá)到2/3L₀時(shí)，該基本單元左側(cè)的切頂處均被切下，其中三個(gè)切頂處產(chǎn)生的矸石被機(jī)械設(shè)備移到基本單元的充填區(qū)進(jìn)行填充；如此循環(huán)操作直至將采煤區(qū)采煤完畢。本發(fā)明開(kāi)采方法最終形成類(lèi)似房柱式開(kāi)采的效果，可以有效控制地表沉陷、減沉效果明顯，本發(fā)明開(kāi)采方法不需要外來(lái)充填材料，只需一次性投入機(jī)械設(shè)備費(fèi)用，降低了充填成本，不受限于膏體材料固化緩慢，可以充填結(jié)束即可起到支撐效果，充填效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種切頂充填臨近采空區(qū)的類(lèi)房柱式采煤方法。

背景技術(shù)

目前，煤礦充填開(kāi)采是控制地表沉陷，提高煤炭采出率，解決開(kāi)采問(wèn)題的最有效的措施。但是，目前的充填開(kāi)采技術(shù)面臨著三個(gè)不平衡問(wèn)題：

采煤能力與充填能力不平衡：隨著綜采、綜放機(jī)械化發(fā)展，采煤能力急劇增大，但是，充填能力受限于充填材料的固化緩慢難以實(shí)現(xiàn)突破性增長(zhǎng)。

充填材料供應(yīng)與需求不平衡：煤礦自身的工業(yè)廢棄物比例相對(duì)于采煤量很小，難以滿足全部甚至50％的部分充填。

充填成本與采礦效益不平衡：對(duì)于煤礦而言，充填的主要?jiǎng)恿κ潜苊膺w莊矛盾與土地賠償，但是，一旦充填成本高于土地賠償，煤礦在利益驅(qū)動(dòng)下往往選擇遷莊不充填生產(chǎn)，造成環(huán)境方面的難以挽回的損失。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于更進(jìn)一步的改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于一種切頂充填臨近采空區(qū)的類(lèi)房柱式采煤方法，以提高充填效率，降低充填成本。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明技術(shù)方案包括：

一種切頂充填臨近采空區(qū)的類(lèi)房柱式采煤方法，其包括以下步驟：

A、獲取直接頂初次垮落步距L₀，并將待采煤區(qū)劃分為若干個(gè)基本單元，基本單元的尺寸為初次垮落步距乘以4倍切頂頂板寬度，其中，切頂頂板寬度為8m；當(dāng)采煤進(jìn)度的進(jìn)尺達(dá)到初次垮落步距L₀的1/3時(shí)，從滯后采煤機(jī)一個(gè)基本單元的距離開(kāi)始切頂；

B、在對(duì)應(yīng)基本單元的切頂部布置對(duì)應(yīng)炮眼，切頂厚度為采煤厚度，切頂處的平面尺寸為 1/3L₀乘以8m的方形，切頂處布置兩組炮眼，每組炮眼布置5個(gè)炮眼，每個(gè)炮眼的深度為采煤厚度的一倍，炮眼直徑大于80毫米，切頂保持完整度；

C、采煤進(jìn)度的進(jìn)尺達(dá)到2/3L₀時(shí)，該基本單元左側(cè)的切頂處均被切下，其中三個(gè)切頂處產(chǎn)生的矸石被機(jī)械設(shè)備移到基本單元的充填區(qū)進(jìn)行填充；

D、采煤進(jìn)度的進(jìn)尺達(dá)到L₀時(shí)，基本單元上方的兩個(gè)切頂單元被切下，采用機(jī)械化設(shè)備，將左側(cè)遺留的一塊頂板及上方切下的兩塊頂板搬移至基本單元的充填區(qū)，至此，一個(gè)基本單元的采煤、切頂、充填完成；如此循環(huán)操作直至將采煤區(qū)采煤完畢，其采出率達(dá)到100％，充填率達(dá)到50％；

其中，上述切頂是指將對(duì)應(yīng)的直接頂板切下，掉落矸石用于填充基本單元的充填區(qū)。

所述的類(lèi)房柱式采煤方法，其中，上述步驟A具體的還包括：

按照長(zhǎng)壁開(kāi)采布置工作面，為保持頂板直接頂開(kāi)采過(guò)程不垮落，需使小條帶煤采寬L小于直接頂?shù)某醮慰迓洳骄郘₀，在初采時(shí)，可將直接頂巖層視為兩端分別由煤壁和煤柱支撐的雙端固定梁，雙端固定梁的跨度隨工作面的推進(jìn)不斷增大，當(dāng)達(dá)到極限值時(shí)，由于本身自重的載荷的作用將發(fā)生斷裂，失去平衡、形成垮落，直接頂初次垮落步距L₀為：