[發明專利]一種煤層頂底板灌注式采空區充填結構及其充填方法

有效

• 申請號: 201910316176.0
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109944634B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 鄧雪杰;楊勝利;張俊文;袁宗萱
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F15/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張婷婷

1.一種煤層頂底板灌注式采空區充填結構，其特征在于，在長壁工作面（1）的頂板和底板位置沿工作面推進方向設置有中空結構的充填巷，分別為頂板充填巷（3）、底板充填巷（6）；所述充填巷均勻間隔開設若干充填鉆孔，分別對應為頂板充填鉆孔（4）、底板充填鉆孔（7）；所述充填鉆孔垂直設置，終孔位置連通至采空區；在充填巷內和充填鉆孔內布置有充填管路（8），充填管路（8）與礦井充填系統連接；所述的長壁工作面包含大采高工作面和放頂煤工作面；所述的頂板充填巷（3）、底板充填巷（6）的條數由長壁工作面斜長確定，至多每50m工作面斜長配套一條頂板充填巷（3）和底板充填巷（6）；

所述的充填管路（8）安設于頂底板充填巷內，通過固定螺栓（9）和固定抱箍（10）固定于巷道頂板、兩幫或底板；充填管路（8）通過混凝土澆筑（11）安裝于充填鉆孔內；

所述的頂板充填巷（3）位于工作面垮落帶（2）以上，垂直距離Xr不小于5m；所述的底板充填巷（6）位于工作面底板破壞帶（5）以下，垂直距離Xf不小于5m；

所述的頂板充填鉆孔（4）位于頂板充填巷（3）內部，由底板垂直向下，終孔位置位于工作面垮落帶（2）中間；所述的底板充填鉆孔（7）位于底板充填巷（6）內部，由頂板垂直向上，終孔位置位于長壁工作面（1）內；

該煤層頂底板灌注式采空區充填結構的充填方法，針對薄、中厚或厚煤層長壁工作面采空區，采用從頂板或底板灌注膠結充填材料的方法進行充填，充填工作與采煤工作同步配合進行，最終實現整個厚煤層采空區的充填，按照下列步驟進行：長壁工作面（1）開采前施工頂板充填巷（3）和底板充填巷（6），并分別在充填巷內施工頂板充填鉆孔（4）和底板充填鉆孔（7），在充填巷內和充填鉆孔內布置充填管路，充填管路與礦井充填系統連接；長壁工作面（1）開采后滯后于采煤工作面不超過周期來壓步距的距離開始充填，充填點隨工作面的推進前移，充填速率與工作面回采速率相匹配；待長壁工作面（1）回采結束，其采空區充填也相應結束。

2.根據權利要求1所述的一種煤層頂底板灌注式采空區充填結構，其特征在于，所述頂板充填鉆孔（4）、底板充填鉆孔（7）均沿充填巷道走向布置，其間距不大于25m；所述充填鉆孔為圓形，孔徑不小于150mm。

3.根據權利要求1所述的一種煤層頂底板灌注式采空區充填結構，其特征在于，根據長壁工作面（1）的具體情況布置充填巷，包括：僅布置頂板充填巷（3），僅布置底板充填巷（6），同時布置頂板充填巷（3）、底板充填巷（6）。