[發明專利]一種用于端幫煤的連續采煤機鉆孔式膏體充填開采方法

有效

• 申請號: 202010178512.2
• 申請日: 2020-03-14
• 公開（公告）號: CN111364992B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 馬進功;魏帥;王清雨;高云峰;夏長春;劉立明;張振東;畢建國;張雷;袁言昆;武書理;石曉光;曉亞迪;梁大海;趙媛媛
• 申請（專利權）人: 中國煤炭科工集團太原研究院有限公司;山西天地煤機裝備有限公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F15/00;E21F13/06;E21B7/20
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

一種用于端幫煤的連續采煤機鉆孔式膏體充填開采方法，屬于采煤方法領域，可解決現有端幫煤開采、人員進硐鋪設充填管路、充實率和接頂效果差、資源回收率低、礦區生態環境破壞、邊坡穩定性差等問題，將露天煤礦端幫壓煤劃分為若干區段，區段內規劃若干采硐，采硐之間留設采硐間煤柱；在區段內進行初次開采跳采，同時，在采硐中部上方地表位置布置若干充填孔，并采用鋼制套管套壁，將高濃度的充填體注入到采硐采開采后形成采空區，充填作業分兩次完成，區段內完成初次開采后進行二次開采，直至完成所有區段采硐的開采和充填。本方法能夠提高開采和充填期間的安全性，無需人員進巷操作；簡化充填工藝，降低充填成本。

技術領域

本發明屬于采煤方法技術領域，具體涉及一種用于端幫煤的連續采煤機鉆孔式膏體充填開采方法。

背景技術

據相關資料統計，2017年全國露天煤礦439座，產能9.22億噸，占煤炭總產能比例達到17.37%，說明露天開采已經成為我國煤炭開采行業的重要組成部分。露天煤礦開采過程中會遺留下大量的端幫煤柱、排土場壓煤、礦間煤柱以及小煤窯殘留煤炭資源，每年端幫壓煤超過1億噸，大部分尚未得到合理利用，占用土地超過500萬畝。如此大量的壓煤無法采出，一方面降低了煤炭資源采出率，而且一旦回填礦坑，則會使煤炭資源永久無法采出，造成資源浪費；另一方面開采不當會造成煤自燃、坡體失穩、開采沉陷、破壞植被、水土流失等一系列問題。國產連采成套設備為回收端幫煤炭資源創了新的局面。連續采煤機的導航技術、遠程遙控、頂板冒落自救等先進技術在端幫開采中得到了廣泛應用。但也引起了其他兩方面的新的問題。一方面，大規模機械化開采加重了對環境的破壞，尤其是邊坡穩定性；另一方面，端幫煤炭資源的回收率如何進一步提高。

充填采煤技術成為解決上述問題的有效方法，然而充填采煤技術多用于井工開采，在巷道中鋪設充填管路，打密閉墻，從井下或者地面加壓輸送充填材料。而該充填采煤技術不適用于端幫開采，原因是：一方面，采硐中鋪設充填管路需要人員進硐操作，而為保證人員安全需要支護采硐，增加經濟成本、開采工序，降低安全性、產量，嚴重制約了充填技術在端幫開采中的應用；另一方面，由于端幫壓煤埋深淺，對接頂質量和充實率有著更高要求，常規充填技術用于端幫開采時，接頂工序復雜、質量差，充實率低，對端幫邊坡穩定性造成嚴重影響。

因此，先進的采煤成套設備需要新的采煤工藝與之同步發展、進步。基于上述問題，提出一種用于端幫煤的連續采煤機鉆孔式膏體充填開采方法，解決端幫開采回收率低、充填過程安全性低，人員進巷操作，充填工藝復雜，充填成本高，現場管理困難，端幫煤炭資源的采出率低，接頂效果差、充實率低，剝離沙土廢棄物占用空間，地表沉陷，影響礦區生態環境的問題，實現綠色智能端幫開采。

發明內容

本發明針對現有端幫煤開采、人員進硐鋪設充填管路、充實率和接頂效果差、資源回收率低、礦區生態環境破壞、邊坡穩定性差等問題，提供一種用于端幫煤的連續采煤機鉆孔式膏體充填開采方法。

本發明采用如下技術方案：

一種用于端幫煤的連續采煤機鉆孔式膏體充填開采方法，包括如下步驟：

第一步，巷道總體布置：將露天煤礦幫壓煤劃分為若干區段，區段內劃分采硐，留設采硐間煤柱，采充順序采用跳采方式；

第二步，端幫開采：將連續采煤機和步進式行走平臺安裝在待開采端幫的前方，連續采煤機的機身連接抽出式通風除塵風筒和速連膠帶運輸單元，安裝完成后連續采煤機完成落煤和自行裝煤，速連膠帶運輸單元完成運煤，抽出式風筒完成除塵，隨著連續采煤機探入深度的增加，延長抽出式風筒和步進式行走平臺推入速連膠帶運輸單元，直至達到設計的探入深度；

第三步，采硐充填：在采硐開采完成后同時，在采硐頂部沿采硐推進方向，居中布置單列若干間隔的鉆孔，并安置套管，同時采硐口砌永久密閉墻，連接充填管路，進行初次充填和二次充填，均采用跳充，充填設備調試完成后，按照注水洗管、灰漿推水、膏體充填、灰漿推膏體材料、水推灰漿的順序完成；