[發明專利]連采連充矸石條帶充填高壓注漿開采方法

有效

• 申請號: 202010845121.1
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111927541B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 周錦華;王樂杰;周子沐
• 申請（專利權）人: 大地工程開發（集團）有限公司
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21D20/02;E21D11/10
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 明淑娟

本發明公開了一種連采連充矸石條帶充填高壓注漿開采方法：首先設計布置連采連充工作面，確定連采連充條帶最大寬度a，將連采連充工作面沿走向方向分成n=y/a個條帶，對工作面內條帶實施間隔回采，同時對已完成開采的條帶實施矸石充填高壓注漿工程；條帶矸石充填完成后，實施分段高壓注漿；連續矸石充填及高壓注漿4~6個條帶后，留設2~3個條帶不作充填；最后回采靠切眼的“”號條帶，“”號條帶只采不充。本發明充填開采效率高、成本低，地面沉陷控制明顯、充填接頂易實現、密實度高，既處置了矸石、粉煤灰等固體廢棄物，也解放了“三下一上”壓煤資源，具有顯著的社會、環境、經濟效益。

技術領域

本發明涉及煤礦開采技術領域，特別是一種連采連充矸石條帶充填高壓注漿開采方法。

背景技術

我國“三下一上”壓煤嚴重，已成為亟待解決的問題；同時隨著國家生態環境保護戰略的貫徹落實，采用矸石、粉煤灰等固體廢棄物充填綠色開采技術，以控制地面沉陷，達到既保護地面建、構筑物、永久基本農田，又處置了礦山矸石等固體廢棄物的雙重目標，具有顯著的經濟、社會和環境效益。煤礦井下充填綠色開采工藝，目前按充填材料一般可分為：高水充填、膏體充填、矸石充填；高水充填，充填結實體遇水易風化、強度低，易發生大的沉陷變形，減沉率在40-50%，難以保護地面建構筑物；膏體充填是采用經破碎后的矸石、電廠粉煤灰和水泥等按一定比例在地面充分攪拌后，通過地面泵送充填系統充填至采空區，存在的問題是充填管道系統易堵塞、充填系統復雜難于操作和管理、井下矸石需進行破碎、充填成本高、工作面充填效率低；矸石充填工藝系統簡單、易管理、成本低，但存在接頂難、充瑱矸石雖經搗實，但仍然易發生再次被壓實沉降，因此矸石充填無法控制地面不發生沉陷，根據目前試驗研究成果，一般下沉系數仍在0.2～0.4之間，難已保證地面建筑物不受破壞。

發明內容

本發明針對上述技術問題，提出一種連采連充矸石條帶充填高壓注漿開采方法，實現控制地面沉降的目的，提高了開采和充填效率。

為達到以上目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種連采連充矸石條帶充填高壓注漿開采方法，其特征在于，按如下步驟進行：

步驟一，設計布置連采連充工作面斜向長度為x，走向長度為y，在連采連充工作面開掘出回風巷、運輸巷和切眼，形成通風、運輸系統；

步驟二，根據煤層采厚、采深及頂板巖性，確定連采連充條帶最大寬度a，將連采連充工作面沿走向方向分成n=y/a個條帶，并按順序從切眼到停采線依次編號，編號為、、、、、、、、……；

步驟三，從“”號條帶開始對工作面內條帶實施間隔6~8個條帶為第一組的回采，每個條帶回采由運輸巷一端開始至與回風巷貫通后，先將運輸巷端封閉；繼續第二組中第一條帶的回采，前述第一組中與第二組中兩者的條帶數相等，同時準備對已完成開采的第一組中的編號條帶實施矸石充填高壓注漿工程；

步驟四，井下或地面矸石通過矸石皮帶輸送機到達充填條帶回風巷端頭，然后采用拋矸機從回風巷端向連采條帶內拋撒以填充矸石；

步驟五，條帶矸石充填完成后，將回風巷端封閉，利用條帶內的預留注漿管實施分段高壓注漿，預留注漿管與回風巷內主注漿管相連；

步驟六，連續矸石充填及高壓注漿4~6個條帶后，留設2~3個條帶不作充填；

步驟七，以此類推，采至停采線后，再回采靠切眼的“”號條帶，“”號條帶只采不充，至此整個連采連充工作面開采結束。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1）用矸石干法充填采空區，后進行高壓注漿，注漿材料采用水泥與粉煤灰配制而成，高壓充填至回填矸石的空隙與接頂空隙內，在條帶采空區內形成以矸石、粉煤灰和水泥凝膠而成的具有類混凝土特性的人工充填巖體，其抗壓強度達到高于煤層強度。