进路式采煤充填法制造技术

本发明专利技术公开了一种进路式采煤充填法，在完成一个进路回采工作以后，将回采机械撤出，并沿采场下帮的煤层顶板切拉出槽沟，并清空采场，再用红砖在采场入口处先砌筑高度低于采场高度的充填堵墙，向采场的充填区内灌注水泥沙浆充填材料，待水泥沙浆凝固形成层板状胶结体之后，将该充填隔墙进一步向上砌实至采场的高度，向采场充填区层板状胶结体上方的剩余空间内灌注满脱水的水沙或黄泥。本发明专利技术简化采煤矿井生产系统，有助于提高工作面回采率，而且生产更加安全、高效，节约充填生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及充填采矿法，属于急倾斜煤层分层采场充填方法的改进，特别是进路式采煤充填法。
技术介绍
根据我国煤炭探明储量和年产量来衡量，急倾斜煤层(煤层倾角大于45° )所占比例不到5%，在新疆、青海、甘肃等边远地区和四川、贵州、海南、福建等南方缺煤地区占有相当比重，但对这些省区的经济发展有重要作用，而急倾斜特厚煤层所占比重更小，占绝大多数的煤层是薄、中厚煤层和厚煤层。我国急倾斜煤层具有地质构造复杂和煤层赋存不稳定的特点，在薄至厚煤层中布置采煤工作面，工作空间狭小，行人不方便，煤层顶板的下滑分力大，在采煤过程中下落的煤和矸石容易伤及采矿人员。总体来说，我国的急倾斜薄至厚煤层的矿井劳动强度大，工效低，矿井灾害多，事故频发，资源损失多，虽然上世纪八、九十年代，我国在华南和新疆等地区，在沿袭壁式体系和柱式体系采煤法的同时，发展起八字梁柔性掩护支架伪斜长壁采煤法、仓储式采煤法、巷柱式采煤法和水平分层巷放式采煤法等采煤技术，提高了急倾斜厚煤层开采的回采率和回采工效，但是在这样的煤层地质赋存条件下，很难发展和实施机械化采煤生产工艺，矿井回采率、劳动工效和安全生产条件依然受到很大制约。进路式充填采矿法作为诸多充填采矿法的一种，改革开放以来，在国内有了快速的发展，在金属矿山开采方面有着广泛的应用。进路采矿法的优越性，在于它可以解决赋存条件复杂多变的开采技术难题，最大限度地提高资源回采率和有效控制矿山压力活动以确保安全生产，同时，由于矿井开采对地表破坏很小而使采矿周围环境得到保护，但进路充填采矿法多采用配比好的水泥沙浆作为胶结充填材料，充填的成本较高，多应用于贵重矿山资源的开采，例如甘肃金昌市的铜镍矿床开采，在上世纪九十年代，向高进路胶结充填采矿法则才被采用。进路式充填采矿法是将地底埋藏的矿体，利用矿山开拓工程通过分层采掘的方式，将分层的矿体划分为条带，然后逐一将准备好的条带状矿体，以前进开掘的方式采出，并将条带状采空区利用充填物充满致密，达到有效控制围岩移动和矿压显现的目的。进路式充填采矿法可以分为下向水平分层进路充填采矿法和上向水平分层进路充填采矿法。对于新疆埋藏浅、五大类自然灾害比较突出的焦煤层来说，尤其是由急倾斜的薄、中厚和厚煤层群组成的矿井，在现用矿井建设基础上，在经济情况允许的情况下，已具备充分的技术条件来实施下向水平分层进路式充填采矿法(以后可用进路式充填采煤法代替)。下向水平分层进路式充填采煤法，其开采顺序是从地表浅层向地下深部推进，更有利于发挥矿井开拓系统的效率，最快地产生经济效益。对于一个采用完全机械化采矿工艺的煤矿来说，矿区的开拓系统布直两条副井，一条斜坡道副井，和一条副斜井(或立井)，更有利于设备的运输与维护。斜坡道副井，便于无轨胶轮式凿岩台车、锚杆钻车和铲运机械出入矿井。副斜井(或副立井)用于运输人员和生产所需的其它物资，主井和风井也可以同副斜井一样被布置为斜井(或立井)。采用进路采煤法矿井的准备工程是:在一个50m垂深的阶段内，在阶段下部开掘一条机轨合一大巷，作为矿井集中进风大巷(或分列)，有关进路采煤技术的开拓系统，采用的是阶段总进风巷与总运输巷分列的方式，在阶段上部开掘一条集中回风大巷，就可满足矿井的通风、运输、供电、排水等系统构成的需要。阶段集中进风大巷和集中回风大巷也可以通过开凿行人天井、通风天井和溜煤井等附属工程来联系，完成采区分层采煤进路的集中运煤、通风、供电和排水工作。分层道是担负整个采区分层采准任务的主要巷道，同时担负分层内的集中运输工作和通风、排水、供电、充填等任务，分层道应该在矿井煤层群对称中心的若干煤层中选择其一进行布置，以便于采区的安全生产集中管理。分层联络道是联络分层与分层、分层与副井斜坡道的巷道，同时担负煤层进路切割采准的任务，也是各个煤层进路之间的联系巷道。分层厚度的划分主要取决于采掘机械和运输设备的尺寸、充填体的强度和充填胶结周期。国内金川有色金属公司的二矿区成熟的经验分层厚度为4m，进路采场的断面高与宽为4X 4m，进路的长度根据准备工程对矿体的切割尺度来确定，考虑到充填工程的质量需要，进路长度控制在IOOm以内较好，便于生产管理。对于厚度稳定的急倾斜煤层来说，进路开采可以将准备好的煤层完全采出，因此进路采场的宽度由煤层厚度确定。进路采场的高度判定依据应由采场围岩的稳定性决定，以现有煤矿采掘工程技术，进路采场的高度控制在3-4m则比较合适。进路采场长度的确定应由充填体胶结凝固周期、矿井日产量和综掘机(或连采机)的日进尺度能力来综合决定，如果按2000吨矿井日产量来核算，矿井按两翼对称布置两个进路同时生产，以4X4m的进路断面，日推进50m的采煤量就可以满足生产需求。急倾斜厚煤层群矿井的进路充填采煤法开拓系统，其巷道布置比较简单，主井、副井和风井都采用的斜井布置方式，为便于采煤机械机动，沿合适的煤层开掘坡度为r的副井斜坡道，从地面直通分层进路采场，斜坡道也作为分层联络道使用，这样矿井开拓系统的巷道利用效率就得到很大的提高。当一个进路采完以后，将采煤机械转移到下一个准备好的进路，同时在回采完毕的进路采空区构筑工程，再对进路采空区进行充填。关于进路采空区的充填方法，国内和国际大多采用干式充填、水砂充填和胶结充填工艺方法，尤其是近年来在胶结充填方法的发展基础上，新一代充填材料以被研发出来，使得充填工艺方法得到革新，有代表性的是膏体充填技术和似膏体充填技术，在上向式进路开采中，多应用干式充填法或水沙充填法。充填方法的选择主要受采场围岩稳定性和充填成本控制，对于下向式进路采煤来说，上分层的进路充填体会成为下分层的进路顶板，充填体的强度及其与煤层顶底板力学耦合的稳定程度是煤矿安全生产的决定性因素，但上述现有的进路采煤法其浪费大量充填生产成本，井下采煤系统复杂，使得采煤总成本仍然偏闻。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种进路式采煤充填法，简化采煤矿井生产系统，有助于提高工作面回采率，而且生产更加安全、高效，节约充填生产成本。本专利技术的目的是这样实现的:一种进路式采煤充填法，其具体实施的步骤为:①在回采机械采收完每一条进路采场内的原煤之后，把包括回采机械在内的煤矿机械和布置于进路采场内的设施从进路采场内全部撤出，进路采场则被回采机械自然采掘成填充巷道；②将填充巷道修整成高度为H、宽度为B的填充巷道，平整填充巷道底面，并在每一条填充巷道下帮的煤层顶板上沿着填充巷道走向切挖出连续的槽沟，该槽沟的高度为h，其嵌入填充巷道下帮的煤层顶板的深度为，并且槽沟底部槽壁面与填充巷道底面平齐；③将从进路采场内修整出的矿料和从槽沟凿出的矿料清除出填充巷道；④在填充巷道的入口处砌筑高度为h的基础堵墙，用该高度为h的基础堵墙把填充巷道平整过的填充巷道底面上方的高度为h的下部层状空间和位于填充巷道下帮的槽沟围成预制槽，再向预制槽内灌注水泥沙浆，直至水泥沙浆填满该预制槽并受预制槽约束而凝固成高度或厚度为h、宽度为(B+b)的下部层状承载实体时，下部层状承载实体其一侧嵌栽在沟槽中； 在基础堵墙上砌筑起高度为(H-h)的加高堵墙，用高度为(H-h)的加高堵墙把填充巷道下部层状承载实体上方剩余的高度为(H-h)的上部层状空间封住，再向上部层状空间内灌注水沙或黄泥，直至水沙或黄泥脱水后而充满上部层状空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进路式采煤充填法，其特征在于下列步骤：①在回采机械采收完每一条进路采场内的原煤之后，把包括回采机械在内的煤矿机械和布置于进路采场内的设施从进路采场内全部撤出，进路采场则被回采机械自然采掘成填充巷道；②将填充巷道修整成高度为H、宽度为B?的填充巷道，平整填充巷道底面(6)，并在每一条填充巷道下帮的煤层顶板上沿着填充巷道走向切挖出连续的槽沟(7)，该槽沟(7)的高度为h，其嵌入填充巷道下帮的煤层顶板的深度为b，并且槽沟(7)底部槽壁面(5)与填充巷道底面(6)平齐；③将从进路采场内修整出的矿料和从槽沟(7)凿出的矿料清除出填充巷道；④在填充巷道的入口处砌筑高度为h的基础堵墙(8)，用该高度为h的基础堵墙(8)把填充巷道平整过的填充巷道底面(6)上方的高度为h的下部层状空间和位于填充巷道下帮的槽沟(7)围成预制槽，再向预制槽内灌注水泥沙浆，直至水泥沙浆填满该预制槽并受预制槽约束而凝固成高度或厚度为h、宽度为(B+b)的下部层状承载实体(1)时，下部层状承载实体(1)其一侧嵌栽在沟槽(7)中；⑤在基础堵墙(8)上砌筑起高度为(H?h)的加高堵墙(9)，用高度为(H?h)的加高堵墙(9)把填充巷道下部层状承载实体(1)上方剩余的高度为(H?h)的上部层状空间封住，再向上部层状空间内灌注水沙或黄泥，直至水沙或黄泥脱水后而充满上部层状空间并受上部层状空间约束而形成宽度为B、高度或厚度为(H?h)的上部层状承载实体(2)。...

【技术特征摘要】
1.一种进路式采煤充填法，其特征在于下列步骤:①在回采机械采收完每一条进路采场内的原煤之后，把包括回采机械在内的煤矿机械和布置于进路采场内的设施从进路采场内全部撤出，进路采场则被回采机械自然采掘成填充巷道；②将填充巷道修整成高度为H、宽度为B的填充巷道，平整填充巷道底面￠)，并在每一条填充巷道下帮的煤层顶板上沿着填充巷道走向切挖出连续的槽沟(7)，该槽沟(7)的高度为h，其嵌入填充巷道下帮的煤层顶板的深度为b，并且槽沟(7)底部槽壁面(5)与填充巷道底面(6)平齐；③将从进路采场内修整出的矿料和从槽沟(7)凿出的矿料清除出填充巷道；④在填充巷道的入口处砌筑高度为h的基础堵墙(8)，用该高度为h的基础堵墙(8)把填充巷道平整过的填充巷道底面(6)上方的高度为h的下部层状空间和位于填充巷道下帮的槽沟(7)围成预制槽，再向预制槽内灌注水泥沙浆，直至水泥沙浆填满该预制槽并受预制槽约束而凝固成高度或厚度为h、宽度为(B+b)的下部层状承载实体(I)时，下...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾巍，
申请(专利权)人：贾巍，
类型：发明
国别省市：