[發明專利]一種大埋深綜采工作面采空區注漿充填方法

在審

• 申請號: 202211265782.2
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115478892A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 李新旺;溫學君;李麗;程立朝;郝云德;路濱;龍杭;王海璇;王漢青;張學棟
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 崔衛琴

本發明提出了一種大埋深綜采工作面采空區注漿充填方法，該方法基于大埋深的綜合機械化采煤的條件下，進行邊采邊充、采充分離，本方法優勢在于對綜采工作面實現邊采邊充的形式，采煤空間與充填空間相對分離，最大限度的減小對煤炭生產的影響，減少地面鉆孔的工程量，降低充填的成本，且充填有效控制地面沉降，形成了一套有序的充填工藝。

技術領域

本發明屬于煤礦開采充填技術領域，尤其涉及一種大埋深綜采工作面采空區注漿充填方法。

背景技術

由于近年來大埋深的礦井開采越來越多見，但隨之而來對于充填工藝的要求就會變得嚴格，充填成本急劇上升；同時由于近年來綜采工作面是國內煤礦開采的主流，占比80%以上，在大埋深礦井中綜采工作面也占比較大，但沒有相對應的充填工藝與之搭配，或與之搭配的充填工藝會影響到采煤的效率。

在保護生態環境、地面建筑的大背景下，礦井的充填要求變得越來越高。隨著國內大埋深的礦井數量增多，導致充填工藝越加困難，成本劇增。大埋深礦井指的是基載比Jz大于1，埋深在600米以上的礦井。面臨的問題主要是地應力增大，地溫升高，煤層自燃，沖擊地壓，巷道變形，突水事故等。

傳統綜采工作面全稱叫做綜合機械化回采工作面，其是擁有液壓支架、大功率刮板輸送機、雙滾筒采煤機的回采工作面。傳統的綜采工作面充填工藝對綜采作業區正常生產的影響較大，導致煤炭生產效率降低，不能達到邊采邊充，即綜采工作面無法達到邊采邊充的效果，且沒有一種具體的工藝供參考。另外，現有技術中還有垮落法開采，垮落法開采對于上覆巖層的破壞較為嚴重，不能有效保護環境，當工作面從開切眼推進一定距離后，主動撤除采煤工作空間以外的支架，使直接頂自然垮落。這樣存在對圍巖擾動劇烈、地表移動變形量大等弊端。

發明內容

針對大埋深煤層開采充填中存在的問題，本發明提出了一種大埋深綜采工作面采空區注漿充填方法，該方法基于大埋深的綜合機械化采煤的條件下，進行邊采邊充、采充分離，本方法優勢在于對綜采工作面實現邊采邊充的形式，采煤空間與充填空間相對分離，最大限度的減小對煤炭生產的影響，減少地面鉆孔的工程量，降低充填的成本，且充填有效控制地面沉降，形成了一套有序的充填工藝。

一種大埋深綜采工作面采空區注漿充填方法，具體為，在工作面推進時，從地面鉆孔至運輸上山巷道頂板處，在運輸上山巷道中布置主管道，在工作面運輸順槽中布置與主管道連接的運輸順槽管道，在主管道與運輸順槽管道的連接處設置有總閥門，沿著運輸順槽方向布置伸入采空區頂部的采空區注漿管道，運輸順槽管道與每一個采空區注漿管道的連接處均設置有閥門，采空區注漿管道上設置有注漿口，每個注漿口均設置有電控閥門，注漿時沿由內及外依次開啟電控閥門。

進一步的，其中，從切眼處，綜采工作面第一次推進L米，即將距離切眼處的第一個閥門與采空區注漿管道連接進行充填，充填時設立擋板，以免漿體流入巷道；后續每當工作面推進2R米，即陸續通過閥門接入采空區注漿管道，在進行下一采空區注漿管道注漿時，將已注漿完畢區域閥門關閉；LS+R，以保證保證頂板不會垮落、注漿充填的同時不影響煤礦的生產，實現邊采邊充，采煤空間與充填空間相對分離，其中R為注漿半徑，S為安全距離，R由漿液參數、注漿壓力、出漿口大小、采空區高度確定，S由頂板巖梁底部單層巖層厚度、直接頂的直接跨度及頂板巖石的參數來確定。

進一步的，在進行下一采空區注漿管道注漿時，需要進行清水沖洗管道，以免造成管道堵塞。

進一步的，當一個綜采工作面充填完畢，關閉總閥門，打開下一工作面的總閥門進行充填。

進一步的，擋板設置于運輸順槽處，防止漿液流入運輸順槽。

進一步的，運輸順槽管道沿運輸上山巷道至采空區切眼方向傾斜角度布置。

進一步的，采空區注漿管道沿運輸順槽方向設置有多個，其中最靠近切眼的采空區注漿管道與切眼的距離為R米。

進一步的，采空區注漿管道距離閥門最近的注漿口與閥門距離為R米，注漿口之間的間距為2R米。