CN103388488A - 薄煤层沿空留巷充填方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄煤层沿空留巷充填方法，工作面回采推进时，紧跟工作面留巷侧端头支架，在待留巷充填区安设单体支柱，并做挡矸处理，按设计排距及时施工护顶锚杆；当支架后方待充填长度达到充填步距时，安装圆木点柱替换单体支柱，临时支护空间达到一次充填长度后，在圆木点柱内侧钉装木板，除留下充填口外，木板应自底板至顶板钉装严实，然后在木板内铺设一层抗静电阻燃帆布或风筒布形成充填模架，然后将充填材料充填入充填模架内，待充填体初凝强度达到要求后随工作面推进前移模板。本发明充填工艺要求简单，易于操作，劳动量小，且不影响回采工作的进度。

Description

薄煤层沿空留巷充填方法

技术领域

本发明涉及煤矿井下采区充入充填物的方法，特别是一种两硬薄煤层沿空留巷充填方法。

背景技术

我国作为世界上重要的产煤基地，在厚煤层综采、综放开采方面取得了重大突破，处于国际领先地位，然而薄煤层综采却是一个相对薄弱环节。其主要的客观原因是由于薄煤层开采空间小、效率低、工人劳动强度大、安全事故多、经济效益低下，致使大量薄煤层煤炭资源处于搁置状态，回采产量占总产量的比重只有10.4%，远低于储量所占的比重，而且有下降的趋势。其关键因素之一在于薄煤层巷道多为半煤岩巷道，巷道掘进率较低，掘进费用高，而且采掘接替紧张，工作面开采效率低下。另外，许多矿区在投产初期通常“挑肥拣瘦”，优先开采中厚煤层和厚煤层，放弃厚度1.2m以下薄煤层的开采，浪费了大量宝贵的煤炭资源，造成了生产接续和资源平衡开采之间的矛盾日益突出，缩短了矿井的服务期限，制约了整个煤炭工业的协调发展。大同煤矿集团有限责任公司部分矿井所开采煤层为侏罗纪煤层，煤层具有“一平、两硬”的显著特点：煤层倾角小，属于近水平煤层，煤层顶底板一般为坚硬的整体砂岩或砂砾岩；可采煤层较多，煤层间距较小，区段间留煤柱，下煤层巷道多在上煤层区段煤柱下方，巷道围岩承受的压力大；侏罗系煤层为低灰、低硫、高挥发份、高发热量的优质动力煤，经过多年的开采，加上周边小煤矿的蚕食破坏，储量锐减，已成为稀缺煤炭资源，发展沿空留巷技术，提高资源回收率，对矿区可持续发展具有非常重要的意义。但是目前采用的沿空留巷技术普遍存在工艺复杂，劳动量大且会影响回采工作的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单且成本低的薄煤层沿空留巷充填方法。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种薄煤层沿空留巷充填方法，工作面回采推进时，紧跟工作面留巷侧端头支架，在待留巷充填区安设单体支柱，并做挡矸处理，按设计排距及时施工护顶锚杆；当支架后方待充填长度达到充填步距时，安装圆木点柱替换单体支柱，临时支护空间达到一次充填长度后，在圆木点柱内侧钉装木板，除留下充填口外，木板应自底板至顶板钉装严实，然后在木板内铺设一层抗静电阻燃帆布或风筒布形成充填模架，然后将充填材料充填入充填模架内，待充填体初凝强度达到要求后随工作面推进前移模板。

作为一种优选的技术方案，所述的充填材料包括以下重量百分比的组分，水8.3%、水泥17.2%、河砂28.9%、矸石块44.8%、早强剂0.5%、减水剂0.3%。

作为另一种优选的技术方案，安装圆木点柱替换单体支柱时，圆木点柱的上口直径为150mm-200mm，排距1000mm，采空侧排距600mm，每排的两圆木内侧距离1680mm。

本发明具有以下有益效果：

（1）沿空留巷巷内支护和巷旁充填体能够满足煤柱下高应力作用及本工作面开采支承压力的影响，沿空留巷巷道断面满足通风、行人、进料的要求，断面收缩率<25%；

（2）充填材料来源广泛，运输便利，充填材料成本控制在150元/t以内；

（3）充填体能够密实接顶，接顶率不小于95%以上，充填体初凝时间小于40分钟，早期强度可达到2MPa左右，具有一定可缩量；充填体后期强度应达到维护巷道顶板，且可防止采空区漏风，不影响工作面正常生产；

（4）充填工艺要求简单，易于操作，劳动量小，且不影响回采工作的进度。

附图说明

图1是充填模板平面图。

图2是本发明沿空留巷巷旁充填工艺示意图。

图中，1-单体支柱，2-圆木点柱，3-充填模架。

具体实施方式

为了使本领域技术更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明所述的一种薄煤层沿空留巷充填方法，工作面回采推进时，紧跟工作面留巷侧端头支架，在待留巷充填区安设单体支柱，并做挡矸处理，按设计排距及时施工护顶锚杆；当支架后方待充填长度达到充填步距时，安装圆木点柱替换单体支柱，临时支护空间达到一次充填长度后，在圆木点柱内侧钉装木板，除留下充填口外，木板应自底板至顶板钉装严实，然后在木板内铺设一层抗静电阻燃帆布或风筒布形成充填模架，然后将充填材料充填入充填模架内，待充填体初凝强度达到要求后随工作面推进前移模板。具体步骤如下：

1.充填泵站及充填管路敷设

综合考虑充填材料运输、泵站位置、拌合空间、留巷通风排水、管道铺设及输送等诸多因素，布置充填泵站及充填管路。把充填站布置在轨道大巷中，充填管路布置在沿空留巷中，充填系统和运煤系统分开。操作方便，对生产没有影响。应避免因充填慢出现堵管现象，在输送距离不满足泵送要求后，泵站移动后也将置于沿空留巷中，有足够的空间条件。充填材料的运输也在保留巷道中进行，对生产系统没有干扰。

充填管路的敷设要求平直，减少弯头，管路弯头转角半径应控制在8~10倍管径以上。充填管路必须与所选用的混凝土泵的泵送性能相匹配，要求耐压不小于10MPa，壁厚≥6mm，低阻尼耐磨无缝钢管，管道连接采用耐压10MPa管道快速接头及“O”橡胶圈密封。输送管路利用高压水清洗。

充填管路敷设于巷道底板上，并固定牢固，以防管路抽头伤人；输送管路混凝土出口必须固定牢固，输送混凝土期间，管路输送段严禁人员过往或进行其它工作。充填管路的末端采用内径Φ108mm~Φ125mm、长度不小于6m的橡胶钢丝软管，向充填模板内送料灌注。

2.充填模架支设

工作面回采推进时，紧跟工作面留巷侧端头支架，在待留巷充填区安设单体支柱1，并做挡矸处理，按设计排距及时施工护顶锚杆；当支架后方待充填长度达到充填步距时，安装圆木点柱2替换单体支柱1，圆木点柱2的上口直径为150mm~200mm，排距1000mm，采空侧排距600mm，每排的两圆木点柱2内侧距离1680mm，确保充填墙体宽度不小于2300mm。临时支护空间达到一次充填长度(3m)后，在圆木点柱2内侧钉装木板，木板长度不小于3300mm、厚度30mm~40mm，除留下充填口外，木板应自底板至顶板钉装严实，然后在木板内铺设一层抗静电阻燃帆布或风筒布，防止充填料从木板缝隙外漏，充填模架3的支设如图1所示，图1是充填模架平面图。

3.充填方法

充填材料选用混凝土膏体材料， 包括以下重量百分比的组分，水8.3%、水泥17.2%、河砂28.9%、矸石块44.8%、早强剂0.5%、减水剂0.3%。强度标准为C20。脱模时间为24h。

（1）工作面回采推进时，如图2所示，紧跟工作面留巷侧端头支架，在待留巷充填区安设单体支柱1，并做挡矸处理，按设计排距及时施工护顶锚杆；当支架后方待充填长度达到充填步距时，安装圆木点柱2替换单体支柱1，圆木点柱2的上口直径为150mm~200mm，排距1000mm，采空侧排距600mm，每排的两圆木点柱2内侧距离1680mm，确保充填墙体宽度不小于2300mm。临时支护空间达到一次充填长度3m后，在圆木点柱2内侧钉装木板，木板长度不小于3300mm、厚度30mm~40mm，除留下充填口外，木板应自底板至顶板钉装严实，然后在木板内铺设一层抗静电阻燃帆布或风筒布，防止充填材料从木板缝隙外漏，并保证充填体充分接顶。充填时作业人员要互相照顾。要有安全员与瓦检员在现场监视顶板及有害气体情况。随着工作面的推进依次往复进行，在施工过程中，严禁空顶作业。

（2）搅拌输送：检查确定混凝土喷浆机工作状况正常，管路畅通后，即可进行材料的搅拌输送。进料要均匀连续，要严格控制膏体的水灰比。掌握设备的工作压力，防止管路堵塞。

（3）充填、清理：充填材料进入留巷充填模架3内，要观察材料的平流堆积状况，材料要充满模板并接顶充分；随时注意观察设备的工作压力和状况，管路堵塞立即停机处理。充填工作完成及时清理管道及喷浆机。充填体凝固5小时，经检测初凝强度达到要求后方可随工作面推进前移模板。

充填完上述混凝土“抗压”材料后，用湿喷机喷（泵）送0.3m厚高分子膨胀“让压”材料。

Claims (3)

1.一种薄煤层沿空留巷充填方法，其特征在于：工作面回采推进时，紧跟工作面留巷侧端头支架，在待留巷充填区安设单体支柱（1），并做挡矸处理，按设计排距及时施工护顶锚杆；当支架后方待充填长度达到充填步距时，安装圆木点柱（2）替换单体支柱（1），临时支护空间达到一次充填长度后，在圆木点柱（2）内侧钉装木板，除留下充填口外，木板应自底板至顶板钉装严实，然后在木板内铺设一层抗静电阻燃帆布或风筒布形成充填模架（3），然后将充填材料充填入充填模架（3）内，待充填体初凝强度达到要求后随工作面推进前移模板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的充填材料包括以下重量百分比的组分，水8.3%、水泥17.2%、河砂28.9%、矸石块44.8%、早强剂0.5%、减水剂0.3%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：安装圆木点柱替换单体支柱时，圆木点柱的上口直径为150mm-200mm，排距1000mm，采空侧排距600mm，每排的两圆木点柱内侧距离1680mm。

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