CN102444420A - 一种薄煤层破碎顶板拖管式充填方法 - Google Patents
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Abstract
一种薄煤层拖管式充填方法,包括在顺槽中布置充填主管,将高压胶管通过变径三通连接到充填主管上,将高位充填钢管连接到充填主管上;将多根充填管并联连接到高压胶管上,同时各充填管固定连接在采空区和煤层之间的工作面液压支架上,充填管的充填口伸入到采空区中;高位充填钢管的充填口穿过巷帮充填墙伸入到采空区中,其充填口的高度高于各充填管充填口的高度;开始充填采空区,直到采空区充填完毕,结束该采空区的充填工作;当工作面向前推移时,充填管跟随液压支架向前移动,进入新的采空区中,手动调整高位充填钢管的位置,使其向前移动的距离与液压支架向前移动的移动步距相同;重复充填,直到采掘结束。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿充填方法,尤其涉及一种适用于薄煤层破碎顶板的拖管式充填方法。
背景技术
薄煤层煤田在我国的煤矿中非常常见,如黄河北薄煤田就属于典型的薄基岩、厚表土层煤层。其薄煤层主要指七、十层煤,基岩厚度一般为30~40米,表土层厚度一般为200m左右,煤层厚度仅为1.2m左右,倾角小,瓦斯高,涌水量大,顶板异常破碎,地表为黄河北冲积平原,井田内地势平坦,潜水位在地表以下1.5米左右,开采后地表下沉系数达0.82,地面建筑物比较密集,井下开采对地表及建筑物影响较大,吨煤利润仅为50元/吨。目前应用的几种充填方式,如膏体充填、高效架后落矸充填、高水充填等,由于充填成本相对较高,膏体充填成本在120元/吨、高效架后落矸充填成本在100元/吨,高水充填成本160元/吨,矿方不能接受。
发明内容
本发明针对薄煤层特殊的地质条件,直接顶随采随冒且异常破碎,老顶来压步距在12~14m左右,即老顶(基本顶)有一定运动的时间和空间,设计一种利用煤层开采后破碎的直接顶作为堵漏墙的“拖管”式充填工艺方法。该方法可以把掘进产生的矸石经过破碎后和一定量的粉煤灰、水泥形成充填料,利用间歇式混凝土泵和管道充填到采空区,达到控制岩层沉陷的目的。
其技术解决方案是:
一种薄煤层拖管式充填方法,其特征在于包括以下步骤:
①在工作面顺槽中布置充填主管,将高压胶管通过变径三通连接到充填主管上,将高位充填钢管连接到充填主管上;
②将多根充填管并联连接到高压胶管上,同时各充填管固定连接在采空区和煤层之间的工作面液压支架上,充填管的充填口伸入到采空区中;
③高位充填钢管的充填口穿过巷帮充填墙伸入到采空区中,其充填口的高度高于各充填管充填口的高度;
④开始充填采空区,直到采空区充填完毕,结束该采空区的充填工作;
⑤当工作面向前推移时,充填管跟随液压支架向前移动,进入新的采空区中,手动调整高位充填钢管的位置,使其向前移动的距离与液压支架向前移动的移动步距相同,充填口的高度高于各充填管充填口的高度;
⑥重复步骤④-⑤,直到该工作面采掘结束。
所述充填管的数量与工作面液压支架的数量相同,每架液压支架上设置一根充填管。
每根充填管均设置有阀门和流量、压力传感器。
所述充填主管上设置有阀门和流量、压力传感器。
所述高位充填钢管的充填口贴近采空区底板设置。
所述高位充填钢管的直径大于充填管的直径。
本发明的有益效果是:在不需要改造支架和构造堵漏墙的情况下,直接向采空区充填,减少了上覆岩层的运动,达到了控制地表沉陷的目的;充填管随工作面的推进直接跟随支架向前移动,提高了充填效率;通过高位注浆管,直接充填采空区顶板冒落带,使冒落带与破碎的上覆岩层通过注浆粘接在一起,减小了上覆岩层对巷帮充填墙的压力,保护了巷帮充填墙。
附图说明
附图1为实施本发明所述薄煤层拖管式充填方法的充填系统的结构示意图。
具体实施方式
参见附图1,一种薄煤层拖管式充填系统,包括布置在工作面顺槽中充填主管、高位充填钢管、高压胶管和多根充填管,充填主管和高位充填钢管可以选用普通钢管,直径根据井下充填需要自由选取,高压胶管的耐压性能要能满足充填压力的需要,充填管选用井下普通的充填花管即可,充填主管上的中部设置变径三通,高压胶管通过变径三通连接到充填主管上,多根充填管并联连接在高压胶管上,同时充填管固定连接在采空区和煤层之间的工作面液压支架上,随液压支架的移动而移动,形成“拖管式”充填系统,充填管的充填口(花管端)伸入到采空区中,优选充填管的数量与工作面液压支架的数量相同,即每架液压支架上设置一根充填管;高位充填钢管的一端连接在所述充填主管上,另一端,也就是充填口端穿过巷帮充填墙伸入到采空区中,高位充填钢管的充填口的高度要高于充填管充填口的高度,优选其紧贴采空区顶板设置,也就是说尽可能的靠近采空区顶板,为保证顶板的充填效果,可以设置高位充填钢管的直径大于充填管的直径。
为检测充填量和充填速度,可以在每根充填管和充填主管上设置流量、压力传感器,通过控制系统,如计算机、PLC等设备监控充填状况,同时还可以在每根充填管和充填主管上设置阀门,当需要停止某处的充填时,关闭相关位置的充填管上的阀门即可,当需要停止整个充填时,则关闭充填主管上的阀门。
采用上述充填系统实施的充填方法,包括以下步骤:
①在工作面顺槽中布置充填主管,将高压胶管通过变径三通连接到充填主管上,将高位充填钢管连接到充填主管上;
②将多根充填管并联连接到高压胶管上,同时各充填管固定连接在采空区和煤层之间的工作面液压支架上,优选每架液压支架固定一根充填管,充填管的充填口伸入到采空区中;
③高位充填钢管的充填口穿过巷帮充填墙伸入到采空区中,其充填口的高度高于各充填管充填口的高度,优选贴近采空区的顶板;
④开始充填采空区,直到采空区充填完毕,结束该采空区的充填工作;
⑤当工作面向前推移时,充填管跟随液压支架向前移动,进入新的采空区中,手动调整高位充填钢管的位置,使其向前移动的距离与液压支架向前移动的移动步距相同,充填口的高度高于各充填管充填口的高度,优选贴近采空区的顶板;
⑥重复步骤④-⑤,直到该工作面采掘结束。
以上所述,仅为本发明专利较佳的具体实施方式,但本发明专利的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种薄煤层拖管式充填方法,其特征在于包括以下步骤:
①在工作面顺槽中布置充填主管,将高压胶管通过变径三通连接到充填主管上,将高位充填钢管连接到充填主管上;
②将多根充填管并联连接到高压胶管上,同时各充填管固定连接在采空区和煤层之间的工作面液压支架上,充填管的充填口伸入到采空区中;
③高位充填钢管的充填口穿过巷帮充填墙伸入到采空区中,其充填口的高度高于各充填管充填口的高度;
④开始充填采空区,直到采空区充填完毕,结束该采空区的充填工作;
⑤当工作面向前推移时,充填管跟随液压支架向前移动,进入新的采空区中,手动调整高位充填钢管的位置,使其向前移动的距离与液压支架向前移动的移动步距相同,充填口的高度高于各充填管充填口的高度;
⑥重复步骤④-⑤,直到该工作面采掘结束。
2.如权利要求1所述的充填方法,其特征在于:所述充填管的数量与工作面液压支架的数量相同,每架液压支架上设置一根充填管。
3.如权利要求2所述的充填方法,其特征在于:每根充填管均设置有阀门和流量、压力传感器。
4.如权利要求3所述的充填方法,其特征在于:所述充填主管上设置有阀门和流量、压力传感器。
5.如权利要求4所述的充填方法,其特征在于:所述高位充填钢管的充填口贴近采空区底板设置。
6.如权利要求5所述的充填方法,其特征在于:所述高位充填钢管的直径大于充填管的直径。
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