CN104500070B - 一种连续采煤机膏体充填开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属采煤设备的应用及采煤方法的技术领域,为了解决现有“三下”压煤充填其成本高、效率低,与之配套的充填材料多为固体充填料,运输工程量大,充填速度慢,运输和填充较难匹配和同步,充填后采空区密实效果不理想等问题,提供一种连续采煤机膏体充填开采方法,对开采区域中部布置主、辅巷,两条巷间隔采用联络巷贯通,主、辅运巷两侧布置回采支巷,支巷两侧布置采硐回采。连续采煤机在一侧支巷回采,膏体充填系统在另一侧支巷内进行采空区充填。实现了采煤与充填平行作业,降低煤炭开采对地表建(构)筑物以及生态环境损害,提高“三下”采煤的经济效益,采充效率高,设备移动灵活,工艺先进,是十分理想的“三下”压煤开采方法。
Description
技术领域
本发明属于采煤设备的应用及采煤方法的技术领域,具体涉及一种连续采煤机膏体充填开采方法,为“三下”压煤的连续采煤机开采方法。
背景技术
充填开采已经成为解决“三下”采煤的有效技术途径。目前,国内与充填开采相配套的采煤技术主要有巷采(条带式)、长壁式普采(炮采)和长壁式综采等三种方式,但在应用过程中也存在一些问题和不足,如:充填成本高、效率低,与之配套的充填材料多为固体充填料,运输工程量大,充填速度慢,运输和填充较难匹配、同步,充填后采空区密实效果不理想等问题。
发明内容
本发明为了解决现有“三下”压煤充填其成本高、效率低,与之配套的充填材料多为固体充填料,运输工程量大,充填速度慢,运输和填充较难匹配、同步,充填后采空区密实效果不理想等问题,提供了一种连续采煤机膏体充填开采方法,采用连续采煤机短壁开采技术配合膏体充填技术解决“三下”压煤的开采方法,实现“三下”压煤安全高效开采的同时,严格控制岩层移动和地表沉陷,降低煤炭开采对地表建(构)筑物以及生态环境的损害。
本发明由如下技术方案实现的:一种连续采煤机膏体充填开采方法:在开采区域中部布置主、辅运巷,两侧布置支巷同时作业,一侧支巷采用连续采煤机进行煤柱回采,另一侧支巷采用充填管路系统对采空区进行膏体充填,形成采充平行作业系统。
具体步骤为:
(1)巷道布置:在开采区域中部平行布设主巷和辅巷,主巷和辅巷之间横向间隔布设联络巷道,贯通主巷和辅巷;在主巷和辅巷的外侧分别布设回采支巷,回采支巷采硐回采完毕后充填;
(2)布置安装采掘设备与充填设备:工作面落煤、装煤、运煤采用短壁机械开采的成套装备;地面布置膏体充填设备:充填材料储料仓、充填搅拌站、充填工业泵、地面充填料运输管路;井下膏体充填设备布置:井下膏体充填管路、充填管路控制阀、临时充填密闭墙;
(3)开采及充填:A.连续采煤机采掘:回采支巷采用连续采煤机以斜切进刀方式双翼或单翼进行割煤,运煤装置进行支巷内煤炭运输;主运输巷道内布置行走式给料破碎转载机和胶带输送机,接收和运输运煤装置采运的煤炭,连续采煤机采完6-8个采硐作为一个循环结束,退出连续采煤机组,进入另一侧回采支巷进行采硐回采;B.采空区充填:连续采煤机退出回采支巷后,回采支巷形成采空区,在已回采的支巷内布置膏体充填管路、管路控制阀,在采硐口安设充填密闭墙封闭采空区,在充填密闭墙顶部设充填眼,膏体充填料经充填泵加压后通过充填管路由地面输送,最终通过充填眼对采空区进行充填,充填完毕后,密闭充填眼,密实采空区;
(4)充填系统对采空区进行膏体充填同时,连续采煤机进入另一侧支巷进行回采,形成采充平行作业系统。
所述短壁机械开采的成套装备包括连续采煤机、运煤装置、行走式给料破碎转载机、胶带输送机,运煤装置为运煤车或梭车中的任意一种。所述回采支巷两侧或单侧进行采硐回采,然后充填。连续采煤机膏体充填工艺参数为:回采支巷和充填支巷宽5.4m,长≤120m,连续采煤机斜切进刀角度40°~60°,进刀宽度3.3m,进刀长度11m,相邻的回采支巷、充填支巷及采硐之间不留设煤柱。
设置短壁充填开采区域:按照“三下”压煤赋存地质条件和规则形状,确定工作面主、辅运输巷道布置方式,双翼布置回采支巷,采用由里向外逐个支巷回采和充填。支巷内采硐布置方式根据顶底板情况,采用单翼或双翼布置方式进行回采。
布置安装采掘设备与充填设备:在采煤开始的第一支巷迎头布置采掘、支护、运输设备:连续采煤机、运煤车或梭车、行走式给料破碎转载机、胶带输送机;地面布置膏体充填设备:充填材料储料仓、充填搅拌站、充填工业泵、地面充填料运输管路;井下膏体充填设备布置:井下充填料运输管路、管路控制阀、充填密闭墙。
膏体充填材料制备:基于煤层的赋存条件和地质条件,根据充填强度、充填倍线和充填距离的要求制备膏体充填料浆,充填料浆强度适宜、成本合理。
连续采煤机采掘与采空区充填:按照充填开采区域巷道布置方式和支巷回采顺序,进行采掘与充填平行作业。即连续采煤机在主运输巷道左侧支巷回采,采用膏体充填料浆对右侧支巷采空区进行充填,完成一个工作循环后,连续采煤机进入右侧支巷道回采,调整充填管路对左侧支巷采空区进行充填,如此反复直到所有支巷充填完毕。
连续采煤机采掘:在支巷布置完毕后,将连续采煤机布置至支巷迎头,按照先左后右的方式双翼斜切进刀回采支巷两侧的煤柱;顶板条件较差时也可采用单侧斜切进刀方式进行回采。当支巷回采6~8个采硐作为一个循环结束后,退出采煤机组,进入另一侧支巷进行采硐回采。连续采煤机膏体充填工艺参数为:回采支巷和充填支巷宽5.4m,长≤120m,连续采煤机斜切进刀角度及连续采煤机割煤方向与支巷道夹角为40°~60°,进刀宽度3.3m,进刀长度11m,采掘高度≦5m;采掘能力:900t/h;采掘机功率:340kW;相邻的回采支巷、充填支巷及采硐之间不留设煤柱。
在开采区域中部布置主、辅运输巷道,两侧布置支巷同时作业,一侧支巷采用连续采煤机进行煤柱回采,另一侧支巷采用充填系统对采空区进行膏体充填,形成采充平行作业系统。
膏体充填料充填采空区:连采机退出采硐后,在采硐口安装专用模具构筑充填密闭墙封闭采空区,在密闭墙顶部留设充填眼,利用充填管路将膏体充填料浆输送至采空区进行充填。充填完毕后,密闭充填眼,料浆自行凝固,密实采空区。
本发明与背景技术相比:针对“三下”压煤的问题,采用连续采煤机采煤工艺和膏体充填技术对采空区进行充填,实现采充平行作业,在控制岩层移动和地表沉陷,降低煤炭开采对地表建(构)筑物以及生态环境的损害的同时,提高“三下”采煤的经济效益,此采煤方法工艺先进、科学合理、设备布置紧凑连续、安全稳定可靠,是十分理想的“三下”压煤绿色开采方法。
附图说明
图1为连续采煤机双侧膏体充填开采工艺;图2为连续采煤机单侧膏体充填开采工艺。
图中:1-连续采煤机,2-运煤装置,3-充填密闭墙,4-主巷,5-辅巷,6-膏体充填区,7-充填管路,8-充填密实区,9-联络巷道,10-充填支巷,11-回采支巷,12-行走式给料破碎转载机,13-胶带输送机,14-管路控制阀。
具体实施方式
一种连续采煤机膏体充填开采方法,包括在开采区域中部布置主、辅运巷,两侧布置支巷同时作业,一侧支巷采用连续采煤机进行煤柱回采,另一侧支巷采用充填管路系统对采空区进行膏体充填,形成采充平行作业系统。
具体包括如下步骤;
(1)巷道布置:在开采区域中部平行布设主巷4和辅巷5,主巷4和辅巷5之间横向间隔布设联络巷道9,贯通主巷4和辅巷5;在主巷4和辅巷5的外侧分别布设回采支巷11,回采支巷11采硐回采空后充填;
(2)布置安装采掘设备与充填设备:工作面落煤、装煤、运煤采用短壁机械开采的成套装备;地面布置膏体充填设备:充填材料储料仓、充填搅拌站、充填工业泵、地面充填料运输管路;井下膏体充填设备布置:井下膏体充填管路7、充填管路控制阀14、临时充填密闭墙3;
(3)开采及充填:A.连续采煤机采掘:回采支巷11内采用连续采煤机1以斜切进刀方式双翼或单翼进行割煤,运煤装置2进行支巷内煤炭运输;主运输巷道4内布置行走式给料破碎转载机12和胶带输送机13,接收和运输运煤装置2采运的煤炭,连续采煤机1采完6-8个采硐作为一个循环结束,退出连续采煤机组,进入另一侧回采支巷进行采硐回采;B.采空区充填:连续采煤机1退出回采支巷后,回采支巷形成采空区,充填支巷10内布置膏体充填管路7、管路控制阀14,在采硐口安设充填密闭墙3封闭采空区,在充填密闭墙3顶部设充填眼,膏体充填料经充填泵加压后通过充填管路7由地面输送,最终通过充填眼对采空区进行充填,充填完毕后,密闭充填眼,密实采空区;
(4)充填管路系统对采空区进行膏体充填同时,连续采煤机1进入另一侧支巷进行回采,形成采充平行作业系统。
所述短壁机械开采的成套装备包括连续采煤机1、运煤装置2、行走式给料破碎转载机12、胶带输送机13。所述运煤装置为运煤车或梭车中的任意一种。所述回采支巷11两侧或单侧进行采硐回采,然后充填。连续采煤机膏体充填工艺参数为:回采支巷11和充填支巷10宽5.4m,长≤150m,连续采煤机斜切进刀角度40°~60°,进刀宽度3.3m,进刀长度11m,相邻的回采支巷(11)、充填支巷(10)及采硐之间不留设煤柱。
设置短壁充填开采区域:按照“三下”压煤赋存地质条件和规则形状,确定工作面主、辅运输巷道布置方式,双翼布置回采支巷,采用由里向外逐个支巷回采和充填。支巷内采硐布置方式根据顶底板情况,采用单翼或双翼布置方式进行回采。
布置安装采掘设备与充填设备:在采煤开始的第一支巷迎头布置采掘、支护、运输设备:连续采煤机、运煤车或梭车、行走式给料破碎转载机、胶带输送机;地面布置膏体充填设备:充填材料储料仓、充填搅拌站、充填工业泵、地面充填料运输管路;井下膏体充填设备布置:井下充填料运输管路、管路控制阀、充填密闭墙。
膏体充填材料制备:基于煤层的赋存条件和地质条件,根据充填强度、充填倍线和充填距离的要求制备膏体充填料浆,充填料浆强度适宜、成本合理,可以就地取材,例如采用建筑垃圾、井下矸石采用破碎机破碎后与粉煤灰、河砂(风积砂)、水泥、水、膨胀剂按一定比例混合后制成膏体状充填料浆,所述的比例以及膏体要满足的强度等技术要求,是本领域技术人员从根据工程目标要求结合现有技术中可以获知的。
连续采煤机采掘与采空区充填:按照充填开采区域巷道布置方式和支巷回采顺序,进行采掘与充填平行作业。即连续采煤机在主运输巷道左侧支巷回采,采用膏体充填料浆对右侧支巷采空区进行充填,完成一个工作循环后,连续采煤机进入右侧支巷道回采,调整充填管路对左侧支巷采空区进行充填,如此反复直到所有支巷充填完毕。
连续采煤机采掘:在支巷布置完毕后,将连续采煤机布置至支巷迎头,按照先左后右的方式双翼斜切进刀回采支巷两侧的煤柱;顶板条件较差时也可采用单侧斜切进刀方式进行回采。当支巷回采6~8个采硐作为一个循环结束后,退出采煤机组,进入另一侧支巷进行采硐回采。连续采煤机膏体充填工艺参数为:回采支巷和充填支巷宽5.4m,长≤120m,连续采煤机斜切进刀角度及连续采煤机割煤方向与支巷道夹角为40°~60°,进刀宽度3.3m,进刀长度11m,采掘高度≦5m;采掘能力:900t/h;采掘机功率:340kW;相邻的回采支巷、充填支巷及采硐之间不留设煤柱。
在开采区域中部布置主、辅运输巷道,两侧布置支巷同时作业,一侧支巷采用连续采煤机进行煤柱回采,另一侧支巷采用充填系统对采空区进行膏体充填,形成采充平行作业系统。
膏体充填料充填采空区:连采机退出采硐后,在采硐口安装专用模具构筑充填密闭墙封闭采空区,在密闭墙顶部留设充填眼,利用充填管路将膏体充填料浆输送至采空区进行充填。充填完毕后,密闭充填眼,料浆自行凝固,密实采空区。
Claims (5)
1.一种连续采煤机膏体充填开采方法,其特征在于:在开采区域中部布置主、辅运巷,两侧布置支巷同时作业,一侧支巷采用连续采煤机进行煤柱回采,另一侧支巷采用充填管路系统对采空区进行膏体充填,形成采充平行作业系统,具体包括如下步骤:
(1)巷道布置:在开采区域中部平行布设主巷(4)和辅巷(5),主巷(4)和辅巷(5)之间横向间隔布设联络巷道(9),贯通主巷(4)和辅巷(5);在主巷(4)和辅巷(5)的外侧分别布设回采支巷(11),回采支巷(11)采硐回采空后充填;
(2)布置安装采掘设备与充填设备:工作面落煤、装煤、运煤采用短壁机械开采的成套装备;地面布置膏体充填设备:充填材料储料仓、充填搅拌站、充填工业泵、地面充填料运输管路;井下膏体充填设备布置:井下膏体充填管路(7)、充填管路控制阀(14)、临时充填密闭墙(3);
(3)开采及充填:A.连续采煤机采掘:回采支巷(11)内采用连续采煤机(1)以斜切进刀方式双翼或单翼进行割煤,运煤装置(2)进行支巷内煤炭运输;主巷(4)内布置行走式给料破碎转载机(12)和胶带输送机(13),接收和运输运煤装置(2)采运的煤炭,连续采煤机(1)采完6-8个采硐作为一个循环结束,退出连续采煤机组,进入另一侧回采支巷进行采硐回采;B.采空区充填:连续采煤机(1)退出回采支巷后,回采支巷形成采空区,充填支巷(10)内布置膏体充填管路(7)、管路控制阀(14),在采硐口安设充填密闭墙(3)封闭采空区,在充填密闭墙(3)顶部设充填眼,膏体充填料经充填泵加压后通过充填管路(7)由地面输送,最终通过充填眼对采空区进行充填,充填完毕后,密闭充填眼,密实采空区;
(4)充填管路系统对采空区进行膏体充填同时,连续采煤机(1)进入另一侧支巷进行回采,形成采充平行作业系统。
2.根据权利要求1所述的一种连续采煤机膏体充填开采方法,其特征在于:所述短壁机械开采的成套装备包括连续采煤机(1)、运煤装置(2)、行走式给料破碎转载机(12)、胶带输送机(13)。
3.根据权利要求1或2所述的一种连续采煤机膏体充填开采方法,其特征在于:所述运煤装置为运煤车或梭车中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的一种连续采煤机膏体充填开采方法,其特征在于:所述回采支巷(11)两侧或单侧进行采硐回采,然后充填。
5.根据权利要求4所述的一种连续采煤机膏体充填开采方法,其特征在于:连续采煤机膏体充填工艺参数为:回采支巷(11)和充填支巷(10)宽5.4m,长≤120m,连续采煤机斜切进刀角度40°~60°,进刀宽度3.3m,进刀长度11m,相邻的回采支巷(11)、充填支巷(10)及采硐之间不留设煤柱。
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连采工作面胶结充填开采工艺;刘鹏亮等;《煤炭工程》;20140710(第7期);第52-54页 * |
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