CN102155225B - 煤矿气体充填开采方法 - Google Patents

煤矿气体充填开采方法 Download PDF

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Abstract

一种煤矿气体充填开采方法,首先在地面设置气体增压房,然后在井下采煤工作面前方的采区运输平巷内布置与地面高压储气罐管路相连的井下气体增压泵;当采煤工作面推进距离开切眼5~8m时,在采煤工作面后方的采空区内布设一排圆柱体橡胶气囊;对圆柱体橡胶气囊充气,直至接顶;对圆柱体橡胶气囊封口,完成一个圆柱体橡胶气囊的充气;随着采煤工作面的不断向前推进,每向前推进一个步距,在之前充气完成的一排圆柱体橡胶气囊之后继续布设一排圆柱体橡胶气囊,并逐排充气,直至完成整个采空区内的气体充填支护。其充填方法简单、充气速度快、成本低、充填能力大,便于井下现场操作。

Description

煤矿气体充填开米方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种煤矿气体充填开采方法,尤其适用于煤矿开采、煤层倾角小的开采工作面采空区气体充填。
背景技术
[0002] 充填开采技术对解放“三下”压煤有重要意义,因此一些煤矿、科研和设计单位一直对其进行研究探索。由于实现了采场机械化回采和充填,充填开采已从一种低产、低效采矿法发展成为一种高产、高效采矿法。目前我国煤矿充填开采主要采用胶结充填、矸石充填、膏体充填和高水材料充填等充填工艺。这些充填工艺都取得了较好的充填效果,对解决“三下”压煤问题、控制了地表移动变形起到的一定作用。但是目前的充填方法都存在充填材料来源困难、充填管线要求大或需大功率泵送设备、充填材料输送成本高和充填能力过小等弊端,限制了充填开采技术的推广。
发明内容
[0003] 本发明的目的是克服已有技术中存在的问题,提供一种方法简单、易操作、成本低、充填能力大的煤矿气体充填开采方法。
[0004] 本发明的煤矿气体充填开采方法,包括如下步骤:
[0005] a.在地面副井附近设置气体增压房,在气体增压房内安置地面气体增压泵和装有0. 8〜IMpa高压气体的高压储气罐;
[0006] b.在井下采煤工作面前方5〜20m的采区运输平巷内布置与地面高压储气罐管路相连的井下气体增压泵;
[0007] c.当采煤工作面推进距离开切眼5〜Sm时,在采煤工作面后方的采空区内布设一排高度与采煤高度相同的圆柱体橡胶气囊,圆柱体橡胶气囊的直径与其高度的比值为0. 4 〜0. 6 ;
[0008] d.通过井下气体增压泵经管路对布设在采空区内的圆柱体橡胶气囊充气,直至接顶;
[0009] e.当井下气体增压泵的压力表显示压力达原岩应力时,停止充气,对圆柱体橡胶气囊封口 ;
[0010] f.随着采煤工作面向前推进一个步距,在采煤工作面后方的采空区内继续布设一排圆柱体橡胶气囊;
[0011] g.重复步骤d、e、f,不断进行下一排圆柱体橡胶气囊的充气,直至完成整个采空区内的气体充填支护。
[0012] 所述的原岩应力=采深X上覆岩层体积力;所述对圆柱体橡胶气囊充气为空气或氮气。
[0013] 有益效果:
[0014] I)利用气体作为充填材料,来源广泛,极大的降低了充填材料的成本,为煤矿井下提供了一种新的充填方法。
[0015] 2)由于气体作为充填材料,充填系统工艺简单,只需在矿井主要巷道中铺设气体管道,充填气体边可以在管道中高速输送,不仅解决了传统充填材料输送困难、无法管道运输或管道容易堵塞等问题,简单的材料运输通道更简化了充填工序,便于井下现场操作。
[0016] 3)充填能力大,高速流通的气体从地表输送到井下所需的时间很短,同时冲入到封装容器内形成充填体即能达到顶板支护要求,而且能够主动支护。
[0017] 4)符合绿色开采的政策,气体充填减缓了地表的下沉,提高煤炭回采率,对环境没有污染。例如用二氧化碳或煤层气作为充填材料,可减少二氧化碳的排放,对减慢温室效应有一定作用,也可以把煤层气作为一种资源加以利用。
附图说明
[0018] 图I是本发明的煤矿气体充填开采方法平面示意图。
[0019] 图中:1-采煤工作面,2 —圆柱体橡胶气囊,3 —采区运输平巷,4 一气体增压泵,
5 —采空区。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0021] 本发明的煤矿气体充填开采方法,首先在地面副井附近设置气体增压房,在气体增压房内安置地面气体增压泵和装有0. 8〜IMpa高压气体的高压储气罐;然后在井下采煤工作面I前方5〜20m的采区运输平巷3内布置与地面高压储气罐管路相连的井下气体增压泵4 ;当采煤工作面I推进距离开切眼5〜Sm时,在采煤工作面I后方的采空区5内布设一排与采煤高度相同的圆柱体橡胶气囊2,圆柱体橡胶气囊2的直径与其高度的比值为0. 4〜0. 6 ;通过井下气体增压泵4经管路对布设在采空区5内的圆柱体橡胶气囊2充气,直至接顶,对圆柱体橡胶气囊2充气为空气或氮气;当井下气体增压泵4的压力表显示压力达原岩应力时,停止充气,对圆柱体橡胶气囊2封口,完成一排圆柱体橡胶气囊2的充气,原岩应力=采深X上覆岩层体积力;随着采煤工作面I的不断向前推进,每向前推进一个步距,在之前充气完成的一排圆柱体橡胶气囊2之后继续布设一排圆柱体橡胶气囊2,并逐排充气,直至完成整个采空区5内的气体充填支护。

Claims (1)

1. 一种煤矿气体充填开采方法,其特征在于包括如下步骤: a.在地面副井附近设置气体增压房,在气体增压房内安置地面气体增压泵和装有.0. 8〜IMpa高压气体的高压储气罐; b.在井下采煤工作面(I)前方5〜20m的采区运输平巷(3)内布置与地面高压储气罐管路相连的井下气体增压泵(4); c.当井下采煤工作面(I)推进距离开切眼5〜Sm时,在井下采煤工作面(I)后方的采空区(5)内布设一排高度与采煤高度相同的圆柱体橡胶气囊(2),圆柱体橡胶气囊(2)的直径与其高度的比值为0. 4〜0. 6 ; d.通过井下气体增压泵(4)经管路对布设在采空区(5)内的圆柱体橡胶气囊(2)充气,直至接顶; e.当井下气体增压泵(4)的压力表显示压力达原岩应力时,停止充气,对圆柱体橡胶气囊(2)封口,完成一个圆柱体橡胶气囊(2)的充气,所述的原岩应力=采深X上覆岩层体积力;对所述圆柱体橡胶气囊(2)充气为空气或氮气; f.随着井下采煤工作面(I)向前推进一个步距,在井下采煤工作面(I)后方的采空区(5)内继续布设一排圆柱体橡胶气囊(2); g.重复步骤d、e、f,不断进行下一排圆柱体橡胶气囊(2)的充气,直至完成整个采空区(5)内的气体充填支护。
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