[發(fā)明專利]充填巷與空巷交替式布置的連采連充綠色開采方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210697472.1
• 申請(qǐng)日: 2022-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN114991771A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王爍康;閆晶晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 承德石油高等專科學(xué)校
• 主分類號(hào): E21C41/18
• 分類號(hào): E21C41/18;E21F15/00;E21F1/00;E21D9/14
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

本發(fā)明公開了充填巷與空巷交替式布置的連采連充綠色開采方法，屬于煤炭開采技術(shù)領(lǐng)域；工作面在壁式布置的基礎(chǔ)上，沿工作面中部布置一條與開切眼垂直的運(yùn)輸巷貫通整個(gè)工作面，整體上形成“W”型負(fù)壓通風(fēng)方式，以開采采場(chǎng)支巷的形式出煤，以充填巷支撐頂板；在緊鄰開切眼的位置留設(shè)保護(hù)煤柱，并在保護(hù)煤柱之后劃分采場(chǎng)支巷，通過調(diào)控采充工藝，使開采結(jié)束后工作面呈充填巷與空巷交替式分布的形式；該方法是能夠很好的控制工作面整體充填率，保留的空巷可用作監(jiān)測(cè)巖層移動(dòng)、儲(chǔ)存地下水、封閉工業(yè)固廢等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤炭開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及充填巷與空巷交替式布置的連采連充綠色開采方法。

背景技術(shù)

煤炭在我國能源中起到基礎(chǔ)和兜底保障作用。傳統(tǒng)的高強(qiáng)度開采往往導(dǎo)致地表沉陷、礦區(qū)環(huán)境惡化等一系列生態(tài)環(huán)保問題。我國煤炭開采與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日益，嚴(yán)重制約著礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。在最大限度地提高煤炭資源采出率的同時(shí)，減少開采造成生態(tài)環(huán)境的破壞，是煤炭行業(yè)發(fā)展的必由之路。傳統(tǒng)的限高開采、短壁開采和條帶開采等保水采煤方法，多以犧牲煤炭采出率為代價(jià)。充填開采(包括壁式和巷式)是目前克服上述問題的有效采煤方法。隨著壁式充填開采存在充填時(shí)間和充填空間不足的問題，以及巷式充填開采存在煤炭資源回收率低或開采效率低等局限性的突顯，連采連充采煤方法得到了發(fā)展與應(yīng)用。該方法將壁式體系采煤法和柱式連續(xù)快速采煤法相融合，建立了“采充并行”的高效開采模式，將充填材料密實(shí)充入始終受到保護(hù)的采場(chǎng)支巷約束空間內(nèi)，在一定程度上解決了傳統(tǒng)充填開采方法的弊端，可實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開采。

連采連充采煤方法以開采采場(chǎng)支巷的形式出煤，主要通過充填體置換煤柱來控制頂板，因此，充填量的多少與充填巷位置的確定直接關(guān)系到工作面充填成本、整體采出率與頂板控制效果等。現(xiàn)階段連采連充采煤方法多采用全采全充或最后一輪開采結(jié)束后保留空巷的形式。雖然采用上述方式工作面理論采出率在90％左右，并且兼顧頂板控制，但是缺乏對(duì)充填量的控制，以及對(duì)礦井采充結(jié)束后的進(jìn)一步利用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的技術(shù)不足，本發(fā)明的目的是提供充填巷與空巷交替式布置的連采連充綠色開采方法，能夠很好的控制工作面的整體充填率且保留的空巷可用作監(jiān)測(cè)巖層移動(dòng)、儲(chǔ)存地下水、封閉工業(yè)固廢。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供充填巷與空巷交替式布置的連采連充綠色開采方法，包括以下步驟：

(1)在工作面中部，沿工作面走向方向布置一條運(yùn)輸巷，在工作面邊緣，沿工作面傾斜方向布置一個(gè)開切眼，沿工作面走向方向布置兩條回風(fēng)巷，運(yùn)輸巷兩側(cè)以開采采場(chǎng)支巷的形式出煤，工作面整體上形成“W”型負(fù)壓通風(fēng)方式；

(2)沿工作面推進(jìn)方向，在緊鄰開切眼的位置留設(shè)保護(hù)煤柱，在保護(hù)煤柱之后依次排列布置采場(chǎng)支巷，采場(chǎng)支巷沿工作面傾斜方向開采，采場(chǎng)支巷之間留設(shè)煤皮；由此，沿走向方向，工作面被劃分成“開切眼-保護(hù)煤柱-采場(chǎng)支巷-煤皮-采場(chǎng)支巷-煤皮”依次排列的形式，沿傾斜方向，工作面被劃分成以運(yùn)輸巷為軸采場(chǎng)支巷呈軸對(duì)稱的布置形式；

(3)工作面內(nèi)采場(chǎng)支巷分N輪進(jìn)行開采，沿走向方向，相同輪次采場(chǎng)支巷之間間隔N-1的整數(shù)倍條采場(chǎng)支巷，采場(chǎng)支巷遵循距離開切眼由近及遠(yuǎn)的順序進(jìn)行編號(hào)，相同距離處的采場(chǎng)支巷以運(yùn)輸巷為界按照“先左后右”或“先右后左”的順序編號(hào)，整個(gè)工作面第一、第二條采場(chǎng)支巷的左右順序確定后，剩余所有符合上述條件的采場(chǎng)支巷，其編號(hào)規(guī)則與第一、第二條采場(chǎng)支巷編號(hào)規(guī)則相同；

(4)將采場(chǎng)支巷編號(hào)為R_ij，其中i＝N代表采場(chǎng)支巷的開采輪次，j代表該輪次采場(chǎng)支巷的開采次序；工作面采場(chǎng)支巷的開采與充填同時(shí)作業(yè)且相互獨(dú)立，即采場(chǎng)支巷R_ij貫通后，立即開采采場(chǎng)支巷R_i(j+1)，同時(shí)對(duì)采場(chǎng)支巷R_ij一端或兩端修筑密閉墻，根據(jù)工作面預(yù)先布置情況以及工程實(shí)際情況決定對(duì)采場(chǎng)支巷R_ij實(shí)施充填作業(yè)還是保留空巷，遵循充填巷和空巷沿工作面走向方向或傾斜方向交替式布置的原則；