CN103306720A - 一种特厚煤层倾斜分层固体充填采煤方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种特厚煤层倾斜分层固体充填采煤方法，适用于“三下”特厚煤层的开采。本方法按照分层厚度2.5～4.5m的原则确定倾斜分层层数，采用分层分采下行充填开采顺序；按常规固体充填采煤方法布置巷道及设备；实行采煤、铺设金属网和竹笆、充填的循环顺序，完成首采面及第一分层的充填开采；同时，在本分层工作面采完4个月后，在第二分层对应位置，在第一分层形成的人工假顶掩护下，按相同充填采煤方法开采，如此循环，不断在上一分层制造的人工假顶掩护下进行本分层开采，直至采完整个特厚煤层。采用此方法解放“三下”特厚煤层资源，有效控制岩层移动及地表沉陷，该方法回采率高，生产效率高，成本低，在厚煤层充填开采领域，具有广泛的实用性。

Description

一种特厚煤层倾斜分层固体充填采煤方法
技术领域
本发明涉及一种特厚煤层倾斜分层固体充填采煤方法，尤其适用于“三下”特厚煤层的开采。
背景技术
“三下”特厚煤层(8～20m)资源在我国分布广泛，而且是我国煤矿实现高产高效开采的重要煤层。目前国内关于“三下”特厚煤层(8～20m)的开采方式主要有两大类，第一类有：分层开采、放顶煤开采、限厚开采，这类方法采用自然垮落法管理顶板，存在以下问题：顶板自然垮落造成地表塌陷，破坏了地表建筑物、铁路等，同时还引起地下水位沉降破坏生态环境；第二类有：条带开采、大面积协调开采、注浆减沉开采等，这类开采方法虽然对地表下沉起到一定的控制作用，能保证地面建筑物、铁路的安全使用，但其机械化程度相对较低、回采率底、生产成本高、生产效率差、规模小或部分处于研究阶段。因此，研究一种既能有效控制岩层移动保证地面建筑物、铁路等安全使用，又能高效地回收“三下”特厚煤层(8～20m)资源的采煤方法迫在眉睫。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种“三下”特厚煤层倾斜分层固体充填的采煤方法。
技术方案：本发明的特厚煤层倾斜分层固体充填采煤方法，包括如下步骤：
a.根据“三下”特厚煤层厚度，覆岩结构及地表建筑物保护等级要求，按照2.5～4.5m厚度进行分层，确定特厚煤层倾斜分层的层数，采用分层分采下行充填开采顺序；
b.按照已有固体充填采煤方法布置巷道及安装设备，开采第一分层的首采工作面；
c.按常规进行第一个充填采煤循环，依次进行割煤、推移刮板输送机、推移充填采煤液压支架，在采空区的底部处施工人工假顶，首先沿采空区的底部铺设金属网，金属网边缘距充填采煤液压支架的底座为5cm，然后在金属网上面铺设竹笆，竹笆的边缘滞后金属网的边缘为5cm，金属网、竹笆沿平行于采煤工作面的方向进行铺设，直至铺满整个采空区底部，金属网、竹笆铺设完毕后，再对采空区进行固体物料充填，并用夯实机进行夯实，完成第一个步距内的循环；继续第二个充填采煤循环，在充填采煤液压支架的掩护下，在采空区的底部处铺设金属网、竹笆，并分别用铁丝与第一个充填采煤循环铺设的金属网、竹笆连成一体，随后进行采空区的充填作业，完成第二个步距的循环；如此重复循环作业，直至开采至保护煤柱处，完成首采工作面的充填开采；
d．工作面搬家至第一分层的下一个工作面，重复步骤c，依次进行第一分层所有工作面的充填开采，同时，在第一分层首采工作面充填完成间隔4个月后，在其相对应的第二分层位置，在金属网、竹笆和人工假顶的掩护下，按第一分层同样的充填开采方法，进行第二分层的充填开采，直至完成本分层所有工作面的充填开采；
e．重复步骤c、d，依次在上一分层制造的人工假顶掩护下进行本分层充填开采，直至完成整个特厚煤层所有分层的充填开采。
有益效果：本发明的“三下”特厚煤层倾斜分层固体充填的采煤方法，具有以下优势：采用矸石等固体物料充填采空区，并在固体物料下面铺设金属网、竹笆，制造人工假顶，为下分层的充填开采提供掩护，一方面，解决了地表下沉问题，保证了地面建筑物的安全使用，另一方面提高了煤炭的回采率，延长了矿井服务年限，解放了“三下”特厚煤层资源，提高矿井资源采出率。本发明克服了现有技术中存在的两大问题，一是顶板自然垮落造成地表塌陷，破坏了地表建筑物、铁路等；二是机械化程度相对较低、回采率底、生产成本高、生产效率差等。本发明采用地面矸石等固体物料作为充填物料用于充填，减少了对地表环境的污染及土地的侵占，能有效控制岩层移动及地表沉陷，其方法简单，生产效率高，成本低，在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
图1本发明第一分层首采工作面布置俯视图；
图2本发明第一分层第一个循环时采空区铺设金属网状态侧视图；
图3本发明第一分层第一个循环时采空区充填固体物料状态侧视图；
图4本发明第一分层第二个循环时采煤状态侧视图；
图5本发明第一分层第二个循环时采空区铺设金属网状态侧视图；
图6本发明第一分层第二个循环时采空区充填固体物料状态侧视图；
图7本发明第一分层开采至保护煤柱状态侧视图；
图8本发明第二分层开采状态侧视图。
图中：1-采煤机，2-运料平巷，3-自移式转载输送机，4-运料带式输送机，5-运煤平巷，6-运煤转载输送机，7-运煤带式输送机，8-破碎机，9-采煤工作面，10-刮板输送机，11-充填采煤液压支架，12-底卸式输送机，13-固体物料，14-金属网，15-底座，16-夯实机，17-保护煤柱，18-采空区，19-充填工作面，20-上覆岩层，21-第一分层，22-第二分层，23-人工假顶，24-竹笆，25-底板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的特厚煤层倾斜分层固体充填采煤方法，具体步骤如下：
a.根据“三下”特厚煤层厚度，覆岩结构及地表建筑物保护等级要求，按照2.5～4.5m厚度进行分层，确定特厚煤层倾斜分层层数，采用分层分采下行充填开采顺序；
b.按照已有固体固体充填采煤方法布置巷道及设备，形成充填采煤系统，即在地面适宜位置打一个垂直投料井，在垂直投料井底部开掘与主要运输巷道相贯通的固体充填物料运送巷道；在运料平巷2内布置运料带式输送机4；在运煤平巷5内布置运煤带式输送机7；在采煤工作面9的端头布置自移式转载输送机3，破碎机8，运煤转载输送机6；在采煤工作面9布置充填采煤液压支架11，刮板输送机10，采煤机1；在充填工作面19布置底卸式输送机12，夯实机16；
c.首先开采第一分层21的首采工作面，在第一个循环内，按正常采煤依次进行割煤、推移刮板输送机10、推移充填采煤液压支架11的流程，随后在采空区18的底部处施工人工假顶23，即首先沿采空区18的底部铺设金属网14，金属网14的边缘距底座15为5cm，以免充填固体物料13全部覆盖金属网14，其次，在金属网14上面铺设竹笆24，竹笆24的边缘滞后金属网14的边缘为5cm，便于金属网14的连接，金属网14、竹笆24沿平行于采煤工作面9的方向进行铺设，直至铺满整个采空区18底部，金属网14，竹笆24铺设完毕后，再对采空区18进行固体物料13充填，并用夯实机16进行夯实，以形成致密充填体，完成第一个步距内的循环；在第二个循环内，采煤同第一个循环，紧接着在充填采煤液压支架11的掩护下，在采空区18的底部处铺设金属网14，竹笆24，并分别用铁丝与第一个循环铺设的金属网14，竹笆24连成一体，随后进行同样的充填作业程序，完成第二个步距内的循环；如此重复循环作业，直至开采至保护煤柱17处，完成首采工作面的充填开采。
d.工作面搬家至本分层下一个工作面，按照首采工作面的充填开采方法，不断充填开采其它工作面，直至完成第一分层21的所有充填开采；同时，在第一分层21首采工作面充填采完之后，间隔4个月时间，在其相对应的第二分层22位置，在金属网14、竹笆24的人工假顶23掩护下，按同样的充填采煤方法，充填开采第二分层22，如此循环，不断的在上一分层制造的人工假顶掩护下进行本分层充填开采，直至开采完上覆岩层20与底板25之间的整个特厚煤层。

Claims (1)

1.一种特厚煤层倾斜分层固体充填采煤方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.根据“三下”特厚煤层厚度，覆岩结构及地表建筑物保护等级要求，按照2.5～4.5m厚度进行分层，确定特厚煤层倾斜分层的层数，采用分层分采下行充填开采顺序；
b.按照已有固体充填采煤方法布置巷道及安装设备，开采第一分层（21）的首采工作面；
c.按常规进行第一个充填采煤循环，依次进行割煤、推移刮板输送机（10）、推移充填采煤液压支架（11），在采空区（18）的底板处施工人工假顶（23），首先沿采空区（18）的底部铺设金属网（14），金属网（14）边缘距充填采煤液压支架(11)的底座（15）为5cm，然后在金属网（14）上面铺设竹笆（24），竹笆（24）的边缘滞后金属网（14）的边缘为5cm，金属网（14）、竹笆（24）沿平行于采煤工作面（9）的方向进行铺设，直至铺满整个采空区（18）底部，金属网（14）、竹笆（24）铺设完毕后，再对采空区（18）进行固体物料（13）充填，并用夯实机（16）进行夯实，完成第一个步距内的循环；继续第二个充填采煤循环，在充填采煤液压支架（11）的掩护下，在采空区（18）的底部处铺设金属网（14）、竹笆（24），并分别用铁丝与第一个充填采煤循环铺设的金属网（14）、竹笆（24）连成一体，随后进行采空区（18）的充填作业，完成第二个步距的循环；如此重复循环作业，直至开采至保护煤柱处，完成首采工作面的充填开采；
d．工作面搬家至第一分层（21）的下一个工作面，重复步骤c，依次进行第一分层（21）所有工作面的充填开采，同时，在第一分层（21）首采工作面充填完成间隔4个月后，在其相对应的第二分层（22）位置，在金属网（14）、竹笆（24）和人工假顶（23）的掩护下，按第一分层（21）同样的充填开采方法，进行第二分层（22）的充填开采，直至完成本分层所有工作面的充填开采；
e．重复步骤c、d，依次在上一分层制造的人工假顶掩护下进行本分层充填开采，直至完成整个特厚煤层所有分层的充填开采。
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