沿空留巷防火方法及沿空留巷充填系统技术方案

本发明专利技术提供了一种沿空留巷防火方法及沿空留巷充填系统，其中方法包括如下步骤：充填墙体成型步骤：在沿空留巷内构筑充填墙体，并在充填墙体内沿沿空留巷的延伸方向间隔埋设多个充填管，充填管的出口朝向采空区；充填步骤：通过多个充填管，对采空区、充填墙体和沿空留巷的巷帮三者之间的区域进行注浆，凝固后形成密封体，密封体密封和支撑充填墙体；封堵步骤：在注浆完成后，对多个充填管进行封堵。本发明专利技术提出的沿空留巷防火方法，通过对采空区、充填墙体和沿空留巷的巷帮三者之间的区域进行注浆，凝固后形成密封体，有效密封和支撑了充填墙体，避免了充填墙体因垮落物冲击出现裂隙，进而沿空留巷出现火灾的问题。进而沿空留巷出现火灾的问题。进而沿空留巷出现火灾的问题。

【技术实现步骤摘要】
沿空留巷防火方法及沿空留巷充填系统


[0001]本专利技术涉及矿井防火
，具体而言，涉及一种沿空留巷防火方法及沿空留巷充填系统。

技术介绍

[0002]采煤工作面在回采过程中，其巷道的两侧需要留设保护煤柱，以支撑上覆岩层和隔离采空区，上述方式不仅浪费煤炭资源，而且可能造成采掘接续紧张(例如：采煤连续性低)的问题，因此，沿空留巷技术应运而生，沿空留巷技术产生的沿空留巷是由未开采实体煤、采空区冒落矸石及充填体墙共同构成的围岩石结构，沿空留巷能够实现保护煤柱的作用。
[0003]沿空留巷需要在采空区的边缘构筑充填墙体，而充填墙体的形成难以保证墙体的紧密程度符合实际要求，并且在工作面回采过程中，巷道的两侧巷帮处可能出现垮落现象，在垮落物的强应力冲击下，充填墙体各处会形成不同程度的裂隙，从而导致沿空留巷的漏风问题较为严重；同时在两侧巷帮垮落形成的三角区域，也留有大量间隙，并且两侧巷帮还处于工作面的进风端头中，因此使得沿空留巷内漏风严重，进而导致沿空留巷内遗留的煤(即遗煤)出现自燃的问题，采煤的安全风险变大。
[0004]现有技术中，针对沿空留巷内因漏风而导致遗留的煤出现自燃的问题，目前主要是采用对采空区的漏风位置进行封堵防漏、或者针对遗留的煤进行灌注化学阻燃材料、喷洒阻燃剂等方法，以减少遗煤与氧气的接触，进而降低沿空留巷内的发生火灾的风险；但是上述方法并未能有效保护充填墙体，在后续垮落物的强应力冲击下，充填墙体各处还是会形成不同程度的裂隙，进而再次出现漏风的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种沿空留巷防火方法及沿空留巷充填系统，以解决现有技术中的充填墙体因垮落物冲击出现裂隙，进而导致沿空留巷出现火灾的问题。
[0006]为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种沿空留巷防火方法，包括如下步骤：充填墙体成型步骤：在沿空留巷内构筑充填墙体，并在充填墙体内沿沿空留巷的延伸方向间隔埋设多个充填管，充填管的出口朝向采空区；充填步骤：通过多个充填管，对采空区、充填墙体和沿空留巷的巷帮三者之间的区域进行注浆，凝固后形成密封体，密封体密封和支撑充填墙体；封堵步骤：在注浆完成后，对多个充填管进行封堵。
[0007]进一步地，充填管的直径在250
‑
350mm范围内，充填墙体成型步骤包括：设置充填管与沿空留巷的顶板之间的高度差在450
‑
550mm范围内，充填管伸入采空区部分的长度在10
‑
20mm范围内，充填管远离采空区的一端伸出充填墙体，且伸出部分的长度在30
‑
40mm范围内。
[0008]进一步地，沿空留巷防火方法还包括：充填硐室成型步骤：在沿空留巷的延伸方向上，每间隔300
‑
400m范围内，挖掘出一个充填硐室，充填硐室容纳用于注浆的设备；储料硐
室成型步骤：在靠近每一个充填硐室处，挖掘出一个储料硐室，储料硐室用于容纳注浆材料，储料硐室和充填硐室形成一组硐室。
[0009]进一步地，最靠近沿空留巷最前端的工作面的一组硐室为旧硐室组；在沿空留巷工作面的开采方向上，最靠近旧硐室组的一组硐室为新硐室组；沿空留巷防火方法还包括如下步骤：当沿空留巷最前端的工作面开采至距离旧硐室组中充填硐室20
‑
30m的位置时，将旧硐室组中的充填硐室内的注浆设备运输至新硐室组内的充填硐室内，将旧硐室组中的储料硐室内遗留的注浆材料运输至新硐室组内的储料硐室内。
[0010]进一步地，在充填硐室成型步骤之后，沿空留巷防火方法还包括：设备安装步骤：在充填硐室内安装用于注浆的充填泵站，将充填泵站通过运输管路与充填管连通；基础设施搭建步骤：在充填硐室内挖掘出搅拌池和供水池，搅拌池用于制作注浆材料，供水池用于储存液体。
[0011]进一步地，设备安装步骤还包括：将运输管路铺设在沿空留巷靠近未开采的实体煤的一侧，选用直径不小于125mm的管道作为运输管路，在运输管路上设置压力表，压力表设置在运输管路与充填管连接处的直筒段上，压力表用于测试注浆压力。
[0012]进一步地，沿空留巷防火方法还包括：调浆步骤：在煤基固废材料中加入水玻璃及三相泡沫，制作形成充填膏体，充填膏体的初凝时间为6
‑
10小时，终凝时间为10
‑
20小时，充填膏体的抗压强度不小于2MPa，泌水率不大于3％，充填膏体凝固后形成密封体，密封体可压缩，且压缩率不大于5％。
[0013]进一步地，煤基固废材料包括煤矸石、粉煤灰、气化渣、脱硫石膏、炉底渣中的至少一种；其中，在调浆步骤中，细碎煤矸石，细碎后的煤矸石的粒径不大于10mm，气化渣在充填膏体中的掺量不小于8％，水玻璃和三相泡沫在充填膏体中的掺量范围均为4
‑
6％。
[0014]进一步地，在充填墙体成型步骤之前，沿空留巷防火方法还包括如下步骤：在沿空留巷靠近开采面的一端挂设顶网，以加固沿空留巷的顶板。
[0015]进一步地，沿空留巷防火方法还包括：清洗步骤：在充填步骤之前，对于多个充填管和用于注浆的设备及管路进行清洗；在对一个充填管完成注浆后，对用于注浆的设备及管路进行清洗，以避免在注浆时发生堵塞。
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供了一种沿空留巷充填系统，沿空留巷充填系统适用于上述的沿空留巷防火方法，沿空留巷充填系统包括：充填硐室、储料硐室、充填泵站、搅拌池、供水池、运输管路和压力表；充填硐室设置在沿空留巷内；储料硐室设置在沿空留巷内，且靠近充填硐室设置；储料硐室用于容纳注浆材料；充填泵站、搅拌池和供水池分别设置在充填硐室内；搅拌池用于制作注浆材料；压力表设置在运输管路与充填管连接处的直筒段上，压力表用于测试注浆压力；充填泵站通过运输管路将搅拌池内的注浆材料输送至充填管处进行注浆充填。
[0017]进一步地，充填管的管口设置有封堵结构，封堵结构用于密封充填管；沿空留巷充填系统还包括控制装置，控制装置与充填泵站电连接，以控制充填泵站工作。
[0018]应用本专利技术的技术方案，本专利技术提供了一种沿空留巷防火方法，包括如下步骤：充填墙体成型步骤：在沿空留巷内构筑充填墙体，并在充填墙体内沿沿空留巷的延伸方向间隔埋设多个充填管，充填管的出口朝向采空区；充填步骤：通过多个充填管，对采空区、充填墙体和沿空留巷的巷帮三者之间的区域进行注浆，凝固后形成密封体，密封体密封和支撑
充填墙体；封堵步骤：在注浆完成后，对多个充填管进行封堵。本专利技术提出的沿空留巷防火方法，通过对采空区、充填墙体和沿空留巷的巷帮三者之间的区域进行注浆，凝固后形成密封体，有效密封和支撑了充填墙体，避免了充填墙体因垮落物冲击出现裂隙，进而沿空留巷出现火灾的问题；密封体的充填高度可至充填管管口处，当充填墙体承受外部的应力时，密封体可有效解决巷道内压力对于充填墙体的影响和沿空留巷两侧巷帮处的应力集中问题，避免了充填墙体出现裂隙，进而有效阻断了沿空留巷内遗煤与氧气的接触，实现了防止遗煤自燃的目的；本专利技术方法设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沿空留巷防火方法，其特征在于，包括如下步骤：充填墙体成型步骤：在沿空留巷(10)内构筑充填墙体(20)，并在所述充填墙体(20)内沿所述沿空留巷(10)的延伸方向间隔埋设多个充填管(30)，所述充填管(30)的出口朝向采空区(40)；充填步骤：通过多个所述充填管(30)，对所述采空区(40)、所述充填墙体(20)和所述沿空留巷(10)的巷帮(11)三者之间的区域进行注浆，凝固后形成密封体(50)，所述密封体(50)密封和支撑所述充填墙体(20)；封堵步骤：在注浆完成后，对多个所述充填管(30)进行封堵。2.根据权利要求1所述的沿空留巷防火方法，其特征在于，所述充填管(30)的直径在250
‑
350mm范围内，所述充填墙体成型步骤包括：设置所述充填管(30)与所述沿空留巷(10)的顶板之间的高度差在450
‑
550mm范围内，所述充填管(30)伸入所述采空区(40)部分的长度在10
‑
20mm范围内，所述充填管(30)远离所述采空区(40)的一端伸出所述充填墙体(20)，且伸出部分的长度在30
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40mm范围内。3.根据权利要求1所述的沿空留巷防火方法，其特征在于，所述沿空留巷防火方法还包括：充填硐室成型步骤：在所述沿空留巷(10)的延伸方向上，每间隔300
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400m范围内，挖掘出一个充填硐室(60)，所述充填硐室(60)容纳用于注浆的设备；储料硐室成型步骤：在靠近每一个所述充填硐室(60)处，挖掘出一个储料硐室(70)，所述储料硐室(70)用于容纳注浆材料，所述储料硐室(70)和所述充填硐室(60)形成一组硐室。4.根据权利要求3所述的沿空留巷防火方法，其特征在于，最靠近所述沿空留巷(10)最前端的工作面的一组硐室为旧硐室组；在所述沿空留巷(10)工作面的开采方向上，最靠近所述旧硐室组的一组硐室为新硐室组；所述沿空留巷防火方法还包括如下步骤：当所述沿空留巷(10)最前端的工作面开采至距离所述旧硐室组中充填硐室(60)20
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30m的位置时，将所述旧硐室组中的充填硐室(60)内的注浆设备运输至所述新硐室组内的充填硐室(60)内，将所述旧硐室组中的储料硐室(70)内遗留的注浆材料运输至所述新硐室组内的储料硐室(70)内。5.根据权利要求3所述的沿空留巷防火方法，其特征在于，在所述充填硐室成型步骤之后，所述沿空留巷防火方法还包括：设备安装步骤：在所述充填硐室(60)内安装用于注浆的充填泵站，将所述充填泵站通过运输管路(80)与所述充填管(30)连通；基础设施搭建步骤：在所述充填硐室(60)内挖掘出搅拌池和供水池，所述搅拌池用于制作注浆材料，所述供水池用于储存液体。6.根据权利要求5所述的沿空留巷防火方法，其特征在于，所述设备安装步骤还包括：将所述运输管路(80)铺设在所述沿空...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦清河，于永宁，韩文杰，周海丰，张虎，孙祺钰，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司，
类型：发明
国别省市：