一種固體材料充填采煤沿空留巷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤炭開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固體材料充填采煤沿空留巷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今及今后可預(yù)見的很長時間內(nèi)，煤炭會是我國最主要的能源。我國煤炭產(chǎn)量的約90%為井工開采，地下煤炭開采不僅破壞礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、損害地表建(構(gòu))筑物，還伴生著嚴(yán)重的安全隱患，而解決這些問題的根本出路在于對開采空間進(jìn)行充填。現(xiàn)有的充填采煤方法可以從所使用的充填材料來進(jìn)一步分類，分別為:固體材料充填、膏體材料充填、高水材料充填。固體材料充填法采煤可以有效解放“三下”壓煤、提高煤炭資源的采出率。同時，固體材料充填法采煤能夠充分利用煤矸石、尾礦、城市固體垃圾等作為充填材料，減少地面土地資源的破壞，同時減少環(huán)境污染、改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。在目前的固體材料充填法采煤技術(shù)中，當(dāng)需要沿空留巷時多采用高水材料或膏體材料留巷。進(jìn)行留巷工作時，先在留巷位置布置截面為梯形或矩形的充填料袋，然后向充填料袋注入高水材料或膏體材料，高水材料或膏體材料固化后形成截面為梯形或矩形的支撐體。具有較高強(qiáng)度的支撐體，將留下的巷道和充填區(qū)域分開，完成一步支撐體作業(yè)。一步支撐體作業(yè)后進(jìn)行固體材料充填作業(yè)。這樣重復(fù)以上的工作，完成整個固體材料充填法采煤的留巷工作。這種單純采用高水材料或膏體材料留巷的工藝均不能有效接頂，充填材料價格較高，在充填過程中還需要使用充填料袋，因而增加了成本。研究造價低廉，能夠有效接頂?shù)墓腆w材料充填法采煤的留巷工藝，具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種固體材料充填采煤沿空留巷方法，其可以解決固體材料充填時單純采用高水材料或膏體材料留巷不能有效接頂，使用充填料袋成本高、工作效率低的問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案由以下步驟實現(xiàn):
(一)工作面運煤巷、固體充填材料巷和切眼的開掘首先開掘工作面運煤巷、固體充填材料巷以及切眼，形成工作面的回采和通風(fēng)系統(tǒng)；
(二)采煤和固體材料充填設(shè)備架設(shè)并完成一定距離的采煤工作
架設(shè)采煤和固體材料充填設(shè)備，包括附帶有推壓裝置的充填采煤液壓支架、采煤機(jī)、運煤刮板運輸機(jī)、運煤皮帶、固體充填材料皮帶、固體充填材料刮板運輸機(jī)，設(shè)備架設(shè)完畢后，開始采煤，工作面向前推進(jìn)，形成可以充填的采空區(qū)；
(三)留巷隔離擋板的鋪設(shè)
在采空區(qū)的充填材料巷內(nèi)側(cè)鋪設(shè)留巷隔離擋板，在充填材料巷側(cè)壁與留巷隔離擋板之間設(shè)置橫向柱子用于支撐留巷隔離擋板；
(四)留巷充填設(shè)備的鋪設(shè)
留巷充填設(shè)備包括留相互連通的留巷充填橫管、留巷充填斜管、巷道充填管和留巷充填栗，在靠近留巷隔離擋板的內(nèi)側(cè)底部設(shè)置巷道充填管，巷道充填管上方設(shè)置向開采方向后方傾斜的留巷充填斜管，留巷充填斜管后方設(shè)置若干水平分布的留巷充填橫管，巷道充填管與留巷充填栗相連；
(五)固體材料充填
對留巷隔離擋板內(nèi)側(cè)的采空區(qū)進(jìn)行一定距離的固體材料充填工作；
(六)利用流體充填材料對靠近隔離擋板的固體充填材料進(jìn)行加固
用留巷充填栗將流體材料通過巷道充填管、留巷充填斜管、留巷充填橫管向固體充填材料內(nèi)部注入，流體材料固化后將靠近隔離擋板的固體充填材料結(jié)合為一整體，形成留巷支撐體；
(七)循環(huán)開采
重復(fù)第(三)步至第(六)步的工作，完成下一個循環(huán)的采煤和留巷充填工作，依次類推完成整個工作面的采煤和留巷充填工作。
[0005]作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(四)的留巷充填橫管為打孔的管，留巷充填斜管插入頂板一定高度，巷道充填管上安裝有閥門。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用留巷隔離擋板使充填材料與預(yù)留巷道隔開，而后采用固體材料充填結(jié)合流體加固的方式完成留巷作業(yè)，避免單純采用高水材料或膏體材料留巷工藝不能有效接頂?shù)膯栴}，留巷隔離擋板采用橫向柱子支撐，使留巷隔離擋板不能向預(yù)留巷道內(nèi)部突出，留下的巷道結(jié)構(gòu)穩(wěn)固；無需使用充填料袋，減少了流體充填材料使用量，降低了充填采煤成本。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明所述一種固體材料充填采煤沿空留巷方法的原理圖；
圖2是本發(fā)明圖1的A—A向#1』視圖；
其中:I工作面運煤巷；2固體充填材料巷；3充填采煤液壓支架；4采煤機(jī)；5運煤刮板運輸機(jī)；6運煤皮帶；7固體充填材料皮帶；8固體充填材料刮板運輸機(jī)；9留巷隔離擋板；10橫向柱子；11留巷充填橫管；12留巷充填斜管；13巷道充填管；14留巷充填栗;15閥門。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種固體材料充填采煤沿空留巷方法，包括如下步驟，
(一)工作面運煤巷、固體充填材料巷和切眼的開掘
首先開掘工作面運煤巷I和固體充填材料巷2以及切眼(未圖示)，形成工作面的回采和通風(fēng)系統(tǒng)；
(二)采煤和固體材料充填設(shè)備架設(shè)并完成一定距離的采煤工作
架設(shè)采煤和固體材料充填設(shè)備，包括附帶有推壓裝置的充填采煤液壓支架3、采煤機(jī)4、運煤刮板運輸機(jī)5、運煤皮帶6、固體充填材料皮帶7、固體充填材料刮板運輸機(jī)8，設(shè)備架設(shè)完畢后，開始采煤，工作面向前推進(jìn)，形成可以充填的采空區(qū)；
(三)留巷隔離擋板的鋪設(shè)在采空區(qū)的充填材料巷內(nèi)側(cè)鋪設(shè)留巷隔離擋板9，在充填材料巷側(cè)壁與留巷隔離擋板之間設(shè)置橫向柱子10用于支撐留巷隔離擋板；
(四)留巷充填設(shè)備的鋪設(shè)
留巷充填設(shè)備包括留相互連通的留巷充填橫管11、留巷充填斜管12、巷道充填管13和留巷充填栗14，在靠近留巷隔離擋板9的內(nèi)側(cè)底部設(shè)置巷道充填管13，巷道充填管上方設(shè)置向開采方向后方傾斜的留巷充填斜管12，留巷充填斜管12后方設(shè)置若干水平分布的留巷充填橫管11，巷道充填管13與留巷充填栗14相連；
(五)固體材料充填
對留巷隔離擋板內(nèi)側(cè)的采空區(qū)進(jìn)行一定距離的固體材料充填工作；
(六)利用流體充填材料對靠近隔離擋板的固體充填材料進(jìn)行加固
用留巷充填栗14將流體材料通過巷道充填管13、留巷充填斜管12、留巷充填橫管11注入固體充填材料的縫隙內(nèi)，流體材料固化后將靠近隔離擋板的固體充填材料結(jié)合為一整體，形成留巷支撐體;具體使用的流體材料為高水材料或膏體材料。
[0009](七)循環(huán)開采
重復(fù)第(三)步至第(六)步的工作，完成下一個循環(huán)的采煤和留巷充填工作，依次類推完成整個工作面的采煤和留巷充填工作。
[0010]為了使流體材料分布的更加均勻，所述步驟(四)的留巷充填橫管11為打孔的管，留巷充填斜管插入頂板一定高度，可以使充填豎管有效固定;巷道充填管上安裝有閥門14，可以避免流體材料的回流。巷道充填管13、留巷充填斜管12、留巷充填橫管11在靠近留巷隔離擋板9的內(nèi)側(cè)，只對靠近留巷隔離擋板9較近的固體充填材料縫隙進(jìn)行流體材料充填，減少了流體材料使用量，但不會影響留下的巷道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。
[0011]以上所述，僅是本發(fā)明的最佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，利用上述揭示的方法內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，均屬于權(quán)利要求書保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種固體材料充填采煤沿空留巷方法，其特征在于，包括如下步驟， (一)工作面運煤巷、固體充填材料巷和切眼的開掘 首先開掘工作面運煤巷、固體充填材料巷以及切眼，形成工作面的回采和通風(fēng)系統(tǒng)； (二)采煤和固體材料充填設(shè)備架設(shè)并完成一定距離的采煤工作 架設(shè)采煤和固體材料充填設(shè)備，包括附帶有推壓裝置的充填采煤液壓支架、采煤機(jī)、運煤刮板運輸機(jī)、運煤皮帶、固體充填材料皮帶、固體充填材料刮板運輸機(jī)，設(shè)備架設(shè)完畢后，開始采煤，工作面向前推進(jìn)，形成可以充填的采空區(qū)； (三)留巷隔離擋板的鋪設(shè) 在采空區(qū)的充填材料巷內(nèi)側(cè)鋪設(shè)留巷隔離擋板，在充填材料巷側(cè)壁與留巷隔離擋板之間設(shè)置橫向柱子用于支撐留巷隔離擋板； (四)留巷充填設(shè)備的鋪設(shè) 留巷充填設(shè)備包括留相互連通的留巷充填橫管、留巷充填斜管、巷道充填管和留巷充填栗，在靠近留巷隔離擋板的內(nèi)側(cè)底部設(shè)置巷道充填管，巷道充填管上方設(shè)置向開采方向后方傾斜的留巷充填斜管，留巷充填斜管后方設(shè)置若干水平分布的留巷充填橫管，巷道充填管與留巷充填栗相連； (五)固體材料充填 對留巷隔離擋板內(nèi)側(cè)的采空區(qū)進(jìn)行一定距離的固體材料充填工作； (六)利用流體充填材料對靠近隔離擋板的固體充填材料進(jìn)行加固 用留巷充填栗將流體材料通過巷道充填管、留巷充填斜管、留巷充填橫管向固體充填材料內(nèi)部注入，流體材料固化后將靠近隔離擋板的固體充填材料結(jié)合為一整體，形成留巷支撐體； (七)循環(huán)開采 重復(fù)第(三)步至第(六)步的工作，完成下一個循環(huán)的采煤和留巷充填工作，依次類推完成整個工作面的采煤和留巷充填工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體材料充填采煤沿空留巷方法，其特征在于:所述步驟(四)的留巷充填橫管為打孔的管，留巷充填斜管插入頂板一定高度，巷道充填管上安裝有閥門。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種固體材料充填采煤沿空留巷方法，利用留巷隔離擋板使充填材料與預(yù)留巷道隔開，而后采用固體材料充填結(jié)合流體加固的方式完成留巷作業(yè)，避免單純采用高水材料或膏體材料留巷工藝不能有效接頂?shù)膯栴}，留巷隔離擋板采用橫向柱子支撐，使留巷隔離擋板不能向預(yù)留巷道內(nèi)部突出，留下的巷道結(jié)構(gòu)穩(wěn)固；無需使用充填料袋，減少了流體充填材料使用量，降低了充填采煤成本。
【IPC分類】E21F15/00, E21C41/18
【公開號】CN105604552
【申請?zhí)枴緾N201510963331
【發(fā)明人】海龍, 隋淑梅, 游志忠, 盧鋼, 秦大健
【申請人】冀中能源集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月21日