一种采空区充填方法技术

本发明专利技术公开了一种采空区充填方法，包括如下步骤：S01：在液压支架向前移动预设距离后，在所述液压支架的后方支设挡板；S02：输送设备将悬浮体送入所述挡板的后方的采空区内；S03：注浆设备向所述挡板的后方的采空区内注入填充浆液；S04：填充浆液凝固为充填体，所述悬浮体填充在所述充填体与所述煤层顶板之间；S05：依次执行步骤S01

【技术实现步骤摘要】
一种采空区充填方法


[0001]本专利技术涉及采空区填充
，尤其涉及一种采空区充填方法。

技术介绍

[0002]中国煤炭一直处于重要地位，随着煤炭资源需求量的不断增加，煤矿开始针对“三下”压煤进行开采。严格控制煤矿开采引起的地表沉陷，减小煤炭开采对矿区附近村庄建筑的破坏是当前煤矿生产亟需解决的问题。
[0003]现有技术中，多数矿井都对采空区进行充填，其主要充填材料为矸石、膏体和高水等，但在使用浆体或高水材料充填采空区时，尤其在煤层存在倾角又采用俯采的方式时，充填体上方会出现一个不接顶的空间，严重影响采空区的充填效果，造成顶板下沉量增大，不利于地表建筑物的保护。
[0004]目前，针对这类问题，国内常用的解决办法主要为使用木垛人工充填这个不接顶的空间。虽然该方法解决了俯采时采空区充填的不接顶空间，但由于人工充填费时费力且充填效果难以保证，无法有效减少采空区覆岩下沉与地表沉陷，依然会对地表建筑物产生影响。
[0005]有鉴于此，提供一种既能实现井下充填采空区的同时又能保证采空区充分接顶的采空区充填方法成为必要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种既能实现井下充填采空区的同时又能保证采空区充分接顶的采空区充填方法。
[0007]本专利技术技术方案提供一种采空区充填方法，包括如下步骤：
[0008]S01：在液压支架向前移动预设距离后，在所述液压支架的后方支设挡板，所述挡板连接在煤层底板与煤层顶板之间；
[0009]所述挡板上具有进料口和注浆口；
[0010]S02：输送设备将悬浮体从所述进料口送入所述挡板的后方的采空区内；
[0011]S03：注浆设备通过所述注浆口向所述挡板的后方的采空区内注入填充浆液，所述悬浮体的密度小于所述填充浆液的密度，所述悬浮体漂浮在所述填充浆液的上部；
[0012]在满足预设条件时，停止注浆；
[0013]S04：经过预设时间后，填充浆液凝固为充填体，所述悬浮体填充在所述充填体与所述煤层顶板之间，所述悬浮体支撑所述煤层顶板；
[0014]S05：依次执行步骤S01-步骤S04直至完成煤层开采，并完成对采空区的充填。
[0015]在其中一项可选技术方案中，在所述步骤03中，包括有：
[0016]在填充浆液从所述挡板的顶部与所述煤层顶板之间的间隙流出时，所述悬浮体与所述煤层顶板接触，停止注浆。
[0017]在其中一项可选技术方案中，在所述步骤S02中，包括有：
[0018]在向所述挡板的后方的采空区内输送所述悬浮体之前，先通过注浆设备向所述挡板的后方的采空区内注入填充浆液，在所述填充浆液达到预设高度时，再将所述悬浮体从所述进料口送入所述挡板的后方的采空区内。
[0019]在其中一项可选技术方案中，所述悬浮体为球体或多面体。
[0020]在其中一项可选技术方案中，所述悬浮体为高分子材料悬浮体。
[0021]在其中一项可选技术方案中，所述悬浮体为空心悬浮体。
[0022]在其中一项可选技术方案中，所述挡板与所述煤层底板之间形成有三角形区域；
[0023]在所述步骤S02中：当所述悬浮体填充满所述三角形区域时，则停止输送所述悬浮体。
[0024]在其中一项可选技术方案中，需要输送的所述悬浮体的体积V通过如下计算公式计算得出：
[0025][0026]其中，h为挡板的顶端与倾斜的煤层顶板之间的高度差，b为充填厚度，c为采煤工作面的宽度，L为液压支架的单次前进距离，α为煤层倾角。
[0027]在其中一项可选技术方案中，所述填充浆液为混凝土浆液或高水材料浆液。
[0028]在其中一项可选技术方案中，在所述步骤S03中，包括有：
[0029]将所述注浆设备的注浆管的管头贴紧在所述挡板上，所述管头朝下，使得所述填充浆液顺着所述挡板流下并能够推动所述悬浮体朝向远离所述挡板侧移动。
[0030]采用上述技术方案，具有如下有益效果：
[0031]本专利技术提供的采空区充填方法，通过对挡板内采用填充浆液和悬浮体充填，使悬浮体借助填充浆液的浮力自动充填上方的空隙，使得悬浮体可以与煤层顶板充分接顶，提高了采空区的充填效果，限制了煤层顶板的下沉，减小了地表沉陷破坏，从而保证了地表建筑物的安全。
[0032]本专利技术提供的采空区充填方法，不需要人工再对采空区不接顶空隙进行木垛填充，避免了返工，一定程度上降低了人员的劳动强度，保障了人员的生命安全。
[0033]本专利技术提供的采空区充填方法，提高了对采空区充填的效率，优化了工作面采-充整体系统，有利于矿井安全高效开采。
[0034]本专利技术提供的采空区充填方法，可以有效地控制地表的下沉，避免地表建筑物的毁坏，增加“三下”压煤的采出，提高了资源回收率，增加了企业经济效益。
附图说明
[0035]图1为本专利技术一实施例提供的采空区充填方法充填完两段采空区的示意图；
[0036]图2为采空区充填完成后沿着采煤工作面宽度方向的剖视图；
[0037]图3为在液压支架前移一定距离后，在液压支架的后侧布置挡板的示意图；
[0038]图4为输送设备将悬浮体从进料口送入挡板的后方的采空区内的示意图；
[0039]图5为注浆设备通过注浆口向挡板的后方的采空区内注入填充浆液的示意图；
[0040]图6为悬浮体漂浮在填充浆液的液面上的示意图；
[0041]图7为充填完一段采空区的示意图；
[0042]图8为注浆管的管头贴紧在挡板上且管头朝下的示意图。
具体实施方式
[0043]下面结合附图来进一步说明本专利技术的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0044]如图1-7所示，本专利技术一实施例提供的采空区充填方法，包括如下步骤：
[0045]S01：在液压支架100向前移动预设距离后，在液压支架100的后方支设挡板3，挡板3连接在煤层底板200与煤层顶板300之间。
[0046]挡板3上具有进料口31和注浆口32。
[0047]S02：输送设备4将悬浮体2从进料口31送入挡板3的后方的采空区7内。
[0048]S03：注浆设备5通过注浆口32向挡板3的后方的采空区7内注入填充浆液1，悬浮体2的密度小于填充浆液1的密度，悬浮体2漂浮在填充浆液1的上部。
[0049]在满足预设条件时，停止注浆。
[0050]S04：经过预设时间后，填充浆液1凝固为充填体，悬浮体2填充在充填体与煤层顶板300之间，悬浮体2支撑煤层顶板300。
[0051]S05：依次执行步骤S01-步骤S04直至完成煤层开采，并完成对采空区的充填。
[0052]本专利技术提供的采空区充填方法，通过对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采空区充填方法，其特征在于，包括如下步骤：S01：在液压支架向前移动预设距离后，在所述液压支架的后方支设挡板，所述挡板连接在煤层底板与煤层顶板之间；所述挡板上具有进料口和注浆口；S02：输送设备将悬浮体从所述进料口送入所述挡板的后方的采空区内；S03：注浆设备通过所述注浆口向所述挡板的后方的采空区内注入填充浆液，所述悬浮体的密度小于所述填充浆液的密度，所述悬浮体漂浮在所述填充浆液的上部；在满足预设条件时，停止注浆；S04：经过预设时间后，填充浆液凝固为充填体，所述悬浮体填充在所述充填体与所述煤层顶板之间，所述悬浮体支撑所述煤层顶板；S05：依次执行步骤S01-步骤S04直至完成煤层开采，并完成对采空区的充填。2.根据权利要求1所述的采空区充填方法，其特征在于，在所述步骤03中，包括有：在填充浆液从所述挡板的顶部与所述煤层顶板之间的间隙流出时，所述悬浮体与所述煤层顶板接触，停止注浆。3.根据权利要求1所述的采空区充填方法，其特征在于，在所述步骤S02中，包括有：在向所述挡板的后方的采空区内输送所述悬浮体之前，先通过注浆设备向所述挡板的后方的采空区内注入填充浆液，在所述填充浆液达到预设高度时，再将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊哲，贺安民，吕情绪，朱卫兵，董俊亮，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：