一种综放工作面矸石胶结充填沿空留巷方法技术

本发明专利技术公开了一种综放工作面矸石胶结充填沿空留巷方法，包括：在矿井建立井下矸石运输系统以及煤巷注浆充填系统，在采区内掘进运输平巷

【技术实现步骤摘要】
一种综放工作面矸石胶结充填沿空留巷方法


[0001]本专利技术涉及煤炭开采及充填
，具体涉及一种综放工作面矸石胶结充填沿空留巷方法，适用于煤层厚度为5‑
15m
的特厚煤层综放工作面沿空留巷
。

技术介绍

[0002]随着我国煤炭的大量生产，伴随而来的煤矸石量也在不断增大，大量煤矸石对生态环境与土地资源的破坏愈发严重，且经常发生自燃事故与相关的地质灾害
。
同时，我国在沿空留巷理论与技术研究方面做了大量的工作
,
在条件较好的薄中煤层采煤工作面的沿空留巷技术已日趋完善
。
但在厚煤层综放工作面沿空留巷围岩稳定性控制是我国许多煤矿面临的典型难题，严重制约工作面无煤柱开采技术的发展，主要存在材料来源单一
、
工艺复杂
、
成本较高
、
推广难度较大适应性较差等缺陷
。
构筑巷旁支护体是工作面沿空留巷的关键，目前
,
工作面巷旁支护体在其施工工艺
、
支护阻力
、
支护体强度等性能方面还不能完全适应巷道围岩的大变形和安全高效开采需要
。
因此，如何将煤矸石有效利用与厚煤层沿空留巷结合起来，以促进沿空留巷的发展，是一项具有研究意义的工作
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种综放工作面矸石胶结充填沿空留巷方法，可以实现煤炭开采后形成的矸石及时充填，有效解决井下矸石升井排放
>、
巷道掘进速度慢
、
充填效率低下
、
煤炭采出率低等问题，节省巷道开掘及提高煤炭采出率
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的一种综放工作面矸石胶结充填沿空留巷方法，包括以下步骤：
[0005]步骤
1、
在井下建立充填泵站，并配备完整的煤巷注浆充填系统，保证巷旁充填体注浆充填持续进行；
[0006]步骤
2、
在矿井下建立井下矸石运输系统，工作面开采的原煤在井下进行分选，经过分选后的煤炭运送提升至地表，原煤分选产生的矸石及巷道掘进产生的矸石集中运输至井下矸石仓，经运输系统到达工作面沿空留巷区域；
[0007]步骤
3、
在采区内掘进轨道上山
、
运输上山和回风上山，掘进一号工作面轨道平巷与一号工作面运输平巷，其中一号工作面轨道平巷与轨道上山相连，一号工作面运输平巷与运输上山相连；
[0008]步骤
4、
在一号工作面轨道平巷与一号工作面运输平巷之间掘进一号综放工作面的开切眼，构成完整的一号回采工作面的采煤系统；
[0009]步骤
5、
一号综放工作面按照常规工序进行回采，在采空区沿空留巷侧采用挡板进行阻隔，利用矸石运输设备输送矸石充填体对回采后的采空区留巷处进行巷旁充填；在一号综放工作面不断向前推进的过程中，沿空留巷侧的矸石充填在持续跟进；
[0010]步骤
6、
待一号综放工作面采煤与充填结束后，一号工作面运输平巷完整保留作为二号工作面轨道平巷，同时掘进二号工作面运输平巷，二号工作面运输平巷与运输上山相
连，在二号工作面运输平巷与一号工作面运输平巷之间掘进二号综放工作面的开切眼，构成二号工作面的回采系统；采煤与充填步骤参考步骤5；
[0011]步骤
7、
待二号综放工作面采煤与充填结束后，二号工作面运输平巷完整保留作为三号工作面轨道平巷，同时掘进三号工作面运输平巷，三号工作面运输平巷与运输上山相连；在三号工作面运输平巷与二号工作面运输平巷之间掘进三号工作面开切眼，构成三号工作面的回采系统；采煤与充填步骤参考步骤5；
[0012]步骤
8、
重复上述步骤6和步骤7，完成整个采区的煤层回采
。
[0013]进一步地，在步骤5中，所述巷旁充填的具体步骤如下：
[0014]步骤
5.1、
工作面向前推进后，充填液压支架
(20)
沿推进方向移架，留出巷旁留巷区域
[0015]步骤
5.2、
垛式支架
(16)
前移支撑顶板，防止充填过程中顶板垮落
。
[0016]步骤
5.3、
放置挡板
(15)
与对拉锚杆
(18)
组成充填区域，挡板
(15)
兼有阻隔采空区碎石作用
。
[0017]步骤
5.4、
矸石通过充填液压支架
(20)
自带的矸石运输系统
(9)
将矸石运送至充填区域内，通过支架自带的压实机构对矸石进行捣实
。
[0018]步骤
5.5、
捣实完成后，通过充填液压支架
(20)
将注浆充填材料
(7)
注至充填区域，补充充填矸石充填体之间的缝隙
。
[0019]步骤
5.6、
待注浆充填材料
(7)
与矸石胶结形成一定强度的巷旁充填体
(17)
后，充填液压支架
(20)
与垛式支架
(16)
沿工作面前进方向推进
。
[0020]进一步地，在步骤5中，首先将巷旁充填区的煤体挖空，煤体高度与运输平巷高度一致；然后采用矸石与注浆充填材料对该区域进行充填，充填区域以上的煤体保留用以支撑顶板
。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)
本专利技术实现了厚煤层综放面沿空留巷，在每完成一个工作面的开采后留下一个巷道，作为下一个工作面的轨道平巷，可大大缩短单个工作面的巷道建设进度，并提高整个煤层的开采效率
。
[0023](2)
本专利技术首先利用煤矿实时产出的矸石经筛选后对工作面后方靠近巷道留巷侧充填，并对矸石充填体之间的缝隙用注浆充填材料进行补充充填，可有效消耗井下矸石，建造绿色矿山，且利用大量废弃矸石，显著降低了充填成本，减小矸石排放的同时使矸石得到最大程度的资源化利用；
[0024](3)
相比于传统的矸石充填开采技术，可以加强巷旁矸石胶结充填体强度，减少工作面矿压显现，减少地表沉陷，且该专利技术也为沿空留巷创造了有利条件，可以有效减少巷道掘进量，提高煤炭资源采出率
。
[0025](4)
本专利技术充填宽度与矸石用量可以根据矿井矸石产量与实际矿压情况进行调节，减弱了回采工作面矿压显现强度，增强了生产安全性
。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的综放工作面矸石胶结充填沿空留巷方法的一号工作面的工况布置图；
[0027]图2是本专利技术的综放工作面矸石胶结充填沿空留巷方法的二号工作面的工况布置图；
[0028]图3是图1中的Ⅰ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种综放工作面矸石胶结充填沿空留巷方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
1、
在井下建立充填泵站，并配备完整的煤巷注浆充填系统，保证巷旁充填体注浆充填持续进行；步骤
2、
在矿井下建立井下矸石运输系统，工作面开采的原煤在井下进行分选，经过分选后的煤炭运送提升至地表，原煤分选产生的矸石及巷道掘进产生的矸石集中运输至井下矸石仓，经运输系统到达工作面沿空留巷区域；步骤
3、
在采区内掘进轨道上山
(1)、
运输上山
(2)
和回风上山
(3)
，掘进一号工作面轨道平巷
(4)
与一号工作面运输平巷
(10)
，其中一号工作面轨道平巷
(4)
与轨道上山
(1)
相连，一号工作面运输平巷
(10)
与运输上山
(2)
相连；步骤
4、
在一号工作面轨道平巷
(4)
与一号工作面运输平巷
(10)
之间掘进一号综放工作面
(6)
的开切眼，构成完整的一号回采工作面的采煤系统；步骤
5、
一号综放工作面
(6)
按照常规工序进行回采，在采空区沿空留巷侧采用挡板
(15)
进行阻隔，利用矸石运输设备
(9)
输送矸石充填体
(8)
对回采后的采空区留巷处进行巷旁充填；在一号综放工作面
(6)
不断向前推进的过程中，沿空留巷侧的矸石充填在持续跟进；步骤
6、
待一号综放工作面
(6)
采煤与充填结束后，一号工作面运输平巷
(10)
完整保留作为二号工作面轨道平巷，同时掘进二号工作面运输平巷
(11)
，二号工作面运输平巷
(11)
与运输上山
(2)
相连，在二号工作面运输平巷
(11)
与一号工作面运输平巷
(10)
之间掘进二号综放工作面
(13)
的开切眼，构成二号工作面的回采系统；采煤与充填步骤参考步骤5；步骤
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王方田，张旭彤，高朝，郝文华，刘超，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：