一种综采支架架间底板拖管采空区充填方法技术

本发明专利技术公开了一种综采支架架间底板拖管采空区充填方法：在综采工作面液压支架适当位置铺设主管路，在相邻两架液压支架底座之间的间隙中间铺设布料管，充填主管路根据所铺设的布料管位置每隔一段距离开有出料口，出料口通过高压软管与布料管联接，所述出料口设置充填截止阀

【技术实现步骤摘要】
一种综采支架架间底板拖管采空区充填方法


[0001]本专利技术涉及采空区充填开采
，更具体地说，尤其涉及到一种综采支架架间底板拖管采空区充填方法
。

技术介绍

[0002]我国煤矿的矸石具有产量大
、
历史存量多
、
容易污染环境等特殊性，目前采空区充填是规模化处理矸石最高效
、
最经济的技术手段之一，得到了煤炭行业的广泛认可，已成为建设绿色矿山
、
科学采矿的重要基础性技术，是各矿区生态化建设的关键指标性技术之一，在全国范围内已经得到广泛的应用
。
[0003]目前，国内现有的充填方式高水充填
、
膏体充填
(
固体充填
)、
覆岩离层注浆充填成功实现了控制地表沉陷
、
释放“三下”压煤等目标，然而，其工艺复杂，充填成本高，不能大批量消耗矸石，不能完全适应高产高效的大型矿井；煤矿采空区充填大多采用专门的液压支架，无疑增加了井下设备成本和移架难度，充填和采煤不能平行作业；架后充填多需要架后封堵，影响了充填效率
。

技术实现思路

[0004]本专利技术为针对以上充填方式的不足，针对矿井特殊化要求，提出一种综采支架架间底板拖管采空区充填方法，即在地面建立精准制浆系统，将煤矸石
、
水和粉煤灰制成一定质量分数的矸石浆体，而后利用管道输送系将矸石浆体以综采支架架间底板拖管的方式充填至工作面后方采空区内的垮落带，在不影响煤矿正产生产和在不改造综采支架的前提下实现煤矸石的绿色化处置；采用综采工作面架间拖管，设置多个出料口，可进行不同位置采空区选择充填，高压泵送非胶结膏体至工作面冒落区进行充填的方式，拖管置于架后，可随工作面的进行同步推进
。
从而解决了矸石消耗量低
、
采煤与充填难以平行作业
、
支架后方充填需要封堵的难题，同时，该矸石浆料无需添加剂和胶结材料，降低了充填成本，为矿井规模化处理矸石，有效避免煤矿矸石排放堆积，以及矸石山引发的诸多大气
、
水
、
土壤污染问题，实现不需要建立矸石山的目的，实现绿色开采
。
[0005]一种综采支架架间底板拖管采空区充填方法，包括充填主管路
、
拖管
、
综采液压支架
、
高压软管
、
充填截止阀
、
出料口和法兰盘，其方法如下：
[0006]S1:
在综采工作面液压支架适当位置铺设主管路；
[0007]S2:
在相邻两架液压支架底座之间的间隙中间铺设布料管；
[0008]S3:
充填主管路根据铺设的布料管位置每隔一段距离开有出料口，出料口通过高压软管与布料管联接，所述出料口设置充填截止阀，利用充填泵或注浆泵将充填浆料压入冒落矸石空隙，高压浆液上翻部分压入直接顶和基本顶之间的空洞
。
[0009]进一步地，布料管有若干拖管组成，布料管一端与充填主管路的出料口连接，另一端延伸至采空区
。
[0010]进一步地，所述拖管采用地质钻管制作
。
[0011]进一步地，所述拖管之间采用粗丝螺纹无缝连接
。
[0012]进一步地，所述拖管连接出料口的一根，焊接拉环，通过链条与支架连接拖动，随工作面推进跟着移动
。
[0013]进一步地，所述架后拖管根据现场实测，提供架间拖管布置伸入采空区深度关键参数依据
。
[0014]进一步地，所述出料口处设置的充填截止阀用于通过人工操作进行对采空区不同位置选择充填
。
[0015]进一步地，所述的充填浆料是由煤矸石
、
水和粉煤灰制成的一定质量分数的矸石浆体，无需加入添加剂和胶结材料，降低成本的同时可以达到隔班不清管的目的
。
[0016]进一步地，煤矸石粒径根据实验室实验及现场实测，测得适用于架间拖管采空区充填方法的最优矸石粒径分布为
75um
～
3.0mm
，有较好的流动性，不需要球磨，降低破碎成本
。
[0017]进一步地，所述出料口
、
高压软管与布料管的连接采用高密封连接机构有益效果：
[0018]一种综采支架架间底板拖管采空区充填方法沿工作面综采支架铺设主管路，无需改造现有的综采液压支架，主管路设有多个出料口，每个出料口都设有充填截止阀，可以对支架后方采空区多点位不同位置进行充填，可以大批量消耗矸石；架后拖管通过链条与支架连接，可以随着工作面的进行同步推进；支架上铺设的充填主管路分段布置且采用分段法兰盘连接方式，保证充填管路不影响支架的移动，对采煤过程影响极小；另一方面，通过充填现场实测，本专利技术确定矸石浆体和管道输送关键参数，为架间拖管采空区充填方法提供有力依据
。
[0019]与现有专利对比：
[0020]中国专利
202210115425.1、
中国专利
CN202210080931.1
均为采空区充填技术专利技术，但是仍然存在以下问题：
(1)
对综采支架进行改装，投入大，施工效果不佳；
(2)
优化了主管路与布料管的连接，但是不能进行沿工作面方向，对架后进行多点充填；
(3)
充填过程对采煤工作影响较大，支架移动过程复杂，影响充填和采煤效率
。
[0021]与中国专利
201110457707.1
对比分析，本专利技术有以下深入点：
[0022]1.
本专利技术适用范围更广，本专利技术深入研究垮落带顶板断裂特征以及架间拖管设置参数，不只适用于薄煤层，也适用于中厚煤层和特厚煤层；
[0023]2.
本专利技术在深入分析了架后拖管工作及受力状态，提供拖管与主管路连接方式以及拖管选材，能够保证架后拖管随支架推进的同时且不被损坏；
[0024]3.
本专利技术在分析了拖管可能损坏的因素，总结了拖管布置深度；
[0025]4.
本专利技术深入研究矸石浆体输送阻力特性及采空区流动规律，在实验室做了大量研究后，得出矸石粒径分布为
75um
～
3.0mm、
质量浓度
68
％～
70
％的矸石浆料，塌落度为
26.0cm
～
28.5cm
，扩展度为
48cm
～
52cm
，稳定后浆体的平均自流坡度为
7.0
％，具有较好的流动性，在鄂尔多斯某煤矿经过现场工程充填实测，得以证实上述关键参数
。
为确定矸石浆体和管道输送关键参数，为架间拖管采空区充填方法提供有力依据；
[0026]5.
本专利技术在现场工程实测中，未解决拉架过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种综采支架架间底板拖管采空区充填方法，包括充填主管路
(1)、
拖管
(2)、
综采液压支架
(3)、
高压软管
(4)、
充填截止阀
(5)、
出料口
(6)
和法兰盘
(7)
，其特征在于：其方法如下：
S1:
在综采工作面液压支架
(3)
适当位置铺设主管路；
S2:
在相邻两架液压支架
(3)
底座之间的间隙中间铺设布料管；
S3:
充填主管路
(1)
根据铺设的布料管位置每隔一段距离开有出料口
(6)
，出料口
(6)
通过高压软管
(7)
与布料管联接，所述出料口
(6)
设置充填截止阀
(5)
，利用充填泵或注浆泵将充填浆料压入冒落矸石空隙，高压浆液上翻部分压入直接顶和基本顶之间的空洞
。2.
根据权利要求1所述的一种综采支架架间底板拖管采空区充填方法，其特征在于：布料管有若干拖管
(2)
组成，布料管一端与充填主管路
(1)
的出料口
(6)
连接，另一端延伸至采空区
。3.
根据权利要求2所述的一种综采支架架间底板拖管采空区充填方法，其特征在于：所述拖管
(2)
采用地质钻管制作
。4.
根据权利要求2所述的一种综采支架架间底板拖管采...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋亚新，逄楚铭，陈凯，王旭东，张子龙，王云柱，郭永真，成云海，王加力，申昊，张俊飞，刘兆伟，辛保彦，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：