CN103104287A - 一种条带采空区充填复采方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种条带采空区充填复采方法，包括如下步骤：a打开条带采空区主要巷道的密闭墙，进行通风，排放可能残留的有害气体；b对条带采空区内的巷道进行清理，加固局部出现破碎的顶板，排除积水；c采用膏体充填材料，对条带采空区内的空条带进行充填，形成充填条带一；d待充填条带一凝固后，对条带采空区内的遗留条带煤柱进行回采；e对由回采形成的新空条带采用矸石进行非胶结充填，形成充填条带二。本发明采用膏体充填方式，用充填材料充满条带采空区，再把过去遗留下的条带煤柱资源复采出来，并对回采所形成的新空条带采用矸石进行非胶结充填，在进一步提高煤炭资源回收率的同时，又可以杜绝由条带煤柱失稳造成的矿区地质灾害隐患。

Description

一种条带采空区充填复采方法

技术领域

本发明涉及一种煤矿条带采空区复采方法，适用于条带开采形成的条带采空区内煤柱的复采，属于煤炭开采方法领域。

背景技术

在建筑物下的薄及中厚煤层中采用条带开采是保证地面建筑物安全、解放建筑物下压煤资源的行之有效的开采方式。几十年来，我国煤矿采用条带开采方式在建筑物下压煤资源开采过程中，形成了大面积的条带采空区，同时，也将大量条带煤柱作为上覆岩层的支撑体遗留井下，造成了煤炭资源的浪费。同时，随着时间延长，这些煤柱发生失稳的可能性越来越大。一旦煤柱发生失稳，将造成矿区地震、地表塌陷、房屋破坏等地质灾害。

因此，很有必要开发研制一种煤矿条带采空区复采方法，采用膏体充填方式，用充填材料充满条带采空区，再把过去遗留的煤柱资源复采出来，提高煤炭资源回收率，同时可以杜绝由煤柱失稳造成的矿区地质灾害隐患。

发明内容

本发明的任务在于提供一种煤矿条带采空区充填复采方法。

其技术解决方案是：

一种条带采空区充填复采方法，包括如下步骤：

a打开条带采空区主要巷道的密闭墙，进行通风，排放可能残留的有害气体；然后进入步骤b，

b对条带采空区内的巷道进行清理，加固局部出现破碎的顶板，排除积水；然后进入步骤c，

c采用膏体充填材料，对条带采空区内的空条带进行充填，形成充填条带一；然后进入步骤d，

d待充填条带一凝固后，对条带采空区内的遗留条带煤柱进行回采；然后进入步骤e，

e对由回采形成的新空条带采用矸石进行非胶结充填，形成充填条带二；充填条带二用于改善位于其两侧的充填条带一的受力状态，提高两侧充填条带一的稳定性，同时对上覆岩层可能发生的局部下沉起到限制作用。

上述步骤c包括确定膏体充填材料的单向强度的步骤：

假设一个条带采空区内有N1个空条带，N2个遗留条带煤柱，在N1个空条带内采用膏体充填材料进行充填，所形成的N1个充填条带一的支撑能力之和应该不小于上覆岩层的重量；单向抗压强度的计算公式为：

${\mathrm{\σ}}_g=\frac{{\mathrm{\γ}}^H}{100\×W\×N1}$

式中，σ_g为充填膏体材料的单向抗压强度，γ为上覆岩层的平均容重，H为煤层埋藏深度，W为一个空条带的宽度。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明采用膏体充填方式，用充填材料充满条带采空区，再把过去遗留下的条带煤柱资源复采出来，并对回采所形成的新空条带采用矸石进行非胶结充填，在进一步提高煤炭资源回收率的同时，又可以杜绝由条带煤柱失稳造成的矿区地质灾害隐患。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作更进一步的说明：

图1示出了本发明中的一个条带采空区，为其平面结构示意图。

图2为图1的立面结构示意图。

图3示出了图1的条带采空区在全部充填膏体填充材料后的情形。

图4示出了图3的条带采空区在回采后的情形。

图5示出了图4的条带采空区在新空条带充填矸石后的情形。

图中，1．边界煤柱，2．空条带（空洞），3．遗留条带煤柱，4．密闭墙，5．上覆岩层，6．充填条带一，7．新空条带，8．充填条带二。

具体实施方式

结合图1至图5，一种条带采空区充填复采方法，包括如下步骤：

步骤一，打开条带采空区主要巷道的密闭墙，进行通风，排放可能残留的有害气体，诸如残留的瓦斯等。

步骤二，在完成步骤一后，紧接着对条带采空区内的巷道进行清理，加固局部出现破碎的顶板，排除积水。上述两步骤重点参看图1。

步骤三，在完成步骤二后，紧接着采用膏体充填材料，对条带采空区内的空条带进行充填，形成充填条带一。该步骤包括确定膏体充填材料的单向强度的步骤：

重点参看图2与图3，假设一个条带采空区内有N1个空条带，N2个遗留条带煤柱。在N1个空条带内采用膏体充填材料进行充填，N1个充填体条带一的支撑能力之和应该不小于上覆岩层的重量（γH）。即：

σg×W×N1=γH/100

因此，充填材料的单向抗压强度为：

${\mathrm{\σ}}_g=\frac{{\mathrm{\γ}}^H}{100\×W\×N1}$

式中，σ_g为充填膏体材料的单向抗压强度，单位为Mpa；γ为上覆岩层的平均容重，单位为t/m³；H为煤层埋藏深度，单位为m；W为各空条带的宽度，单位为m。

步骤四，在完成步骤三后，即待充填条带一凝固后，对条带采空区内的遗留条带煤柱进行回采。重点参看图4。

步骤五，在完成步骤四后，再对由开采遗留条带煤柱所形成的新空条带进行充填。在对新空条带进行充填时，由于不需要其承担上覆岩层的重量，可以采用矸石进行非胶结充填，或采用低强度膏体进行充填，形成充填条带二。充填条带二的作用是改善位于其两侧的充填条带一的受力状态，即由单向应力状态变为三向应力状态，提高两侧充填条带一的稳定性；同时对上覆岩层可能发生的局部下沉起到限制作用。因此，上述低强度膏体的材料强度只要达到1Mpa，即充填材料凝固后能够自立自稳即可。重点参看图4与图5。

上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下本领域的技术人员还可以作出这样或那样的容易变化方式，诸如等同方式，或明显变形方式。上述的变化方式均应在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种条带采空区充填复采方法，其特征在于包括如下步骤：

a打开条带采空区主要巷道的密闭墙，进行通风，排放可能残留的有害气体；然后进入步骤b，

b对条带采空区内的巷道进行清理，加固局部出现破碎的顶板，排除积水；然后进入步骤c，

c采用膏体充填材料，对条带采空区内的空条带进行充填，形成充填条带一；然后进入步骤d，

d待充填条带一凝固后，对条带采空区内的遗留条带煤柱进行回采；然后进入步骤e，

e对由回采形成的新空条带采用矸石进行非胶结充填，形成充填条带二；充填条带二用于改善位于其两侧的充填条带一的受力状态，提高两侧充填条带一的稳定性，同时对上覆岩层可能发生的局部下沉起到限制作用。

2.根据权利要求1所述的一种条带采空区充填复采方法，其特征在于上述步骤c包括确定膏体充填材料的单向强度的步骤：

假设一个条带采空区内有N1个空条带，N2个遗留条带煤柱，在N1个空条带内采用膏体充填材料进行充填，所形成的N1个充填条带一的支撑能力之和应该不小于上覆岩层的重量；单向抗压强度的计算公式为：

${\mathrm{\σ}}_g=\frac{{\mathrm{\γ}}^H}{100\×W\×N1}$

式中，σ_g为充填膏体材料的单向抗压强度，γ为上覆岩层的平均容重，H为煤层埋藏深度，W为一个空条带的宽度。

Images