CN105114080A

CN105114080A - 一种保护层及无人化薄煤层开采方法

Info

Publication number: CN105114080A
Application number: CN201510486268.5A
Authority: CN
Inventors: 张步勤; 张超; 王慕德
Original assignee: JIZHONG ENERGY FENGFENG GROUP Co Ltd
Current assignee: JIZHONG ENERGY FENGFENG GROUP Co Ltd
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2015-12-02

Abstract

一种保护层及无人化薄煤层开采方法，其工艺步骤为：①首先在保护层或无人化薄煤层采出一个宽度2～3m的全煤厚条带，然后将该全煤厚条带形成封闭空间，②用可降解材料将采出的全煤厚条带填充形成支撑体，③跳过一个宽度2～3m的临时煤柱再采出下一个宽度2～3m的全煤厚条带并用可降解材料将采出的全煤厚条带填充，④多次重复步骤二，采至一定面积后将所有临时煤柱逐个采出，⑤创造可降解材料降解条件即解除上述封闭条件，开始释放顶板支护，上覆岩层在压缩支撑体过程中沉降。本发明由于回采完毕后支护体逐步自行消解，使回采区间上覆岩层缓慢均匀沉降、卸荷，从而有效防治冲击地压和瓦斯突然大量涌出，缓解顶板冲击压力以及防止顶板冒落。

Description

一种保护层及无人化薄煤层开采方法

技术领域

本发明涉及一种采煤方法，尤其是一种保护层及无人化薄煤层开采方法。

背景技术

目前，国内外均采用直接垮落法进行保护层开采，一般选择被保护层附近的薄煤层，使回采区间上覆岩层集中沉降、卸荷，该方法冲击地压大和瓦斯会突然大量涌出。1米以下薄煤层由于空间狭小，行动不便，工作环境差；存在设备体积与可利用空间的矛盾，加之地质构造影响较厚煤层更为突出，综采难以发挥，增加了保护层开采的难度。开采后留下不能开采的煤柱，不但浪费资源，而且容易发生冒顶和瓦斯突出等灾害。因此，研究一种支护可自行消解的保护层及无人化薄煤层开采方法，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种支护可自行消解的保护层及无人化薄煤层开采方法。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种保护层及无人化薄煤层开采方法，其工艺步骤为：①首先在保护层或无人化薄煤层采出一个宽度2～3m的全煤厚条带，然后将该全煤厚条带形成封闭空间，②用可降解材料将采出的全煤厚条带填充形成支撑体，③跳过一个宽度2～3m的临时煤柱再采出下一个宽度2～3m的全煤厚条带并用可降解材料将采出的全煤厚条带填充，④多次重复步骤二，采至一定面积后将所有临时煤柱逐个采出，⑤创造可降解材料降解条件即解除上述封闭条件，开始释放顶板支护，上覆岩层在压缩支撑体过程中沉降。

作文本发明的一种优选方案，临时煤柱采用机水动力开采法开采。

作文本发明的一种优选方案，所述的可降解材料为高水充填材料，高水充填材料包括甲组分和乙组分，所述的填充为首先向甲组分中加入水，制成甲组分单浆，水的重量为甲组分重量的2.4倍；然后向乙组分中加入水，制成乙组分单浆，水的重量为乙组分重量的2.4倍；最后将甲组分单浆和乙组分单浆按照重量份比为1.2∶1混合，用浆泵分别将甲组分单浆和乙组分单浆泵送进上述封闭空间并使甲组分单浆和乙组分单浆充分混合，使其自然固化即可。

作文本发明的一种优选方案，所述的甲组份包括硫铝酸盐水泥熟料66wt%、铝酸盐水泥熟料28wt%、硼砂1wt%、白炭黑2.2wt%、膨润土2.5wt%、淀粉醚0.3wt%。

作文本发明的一种优选方案，所述的乙组分包括硬石膏47wt%、石灰30wt%、复配添加剂23wt%。

作文本发明的一种优选方案，所述的复配添加剂包括悬浮剂白炭黑2wt%、海泡石6wt%、无机物NaNO9wt%、(NH)SO2.5wt%、LiOH3.5wt％。

与现有技术相比，本发明由于回采完毕后支护体逐步自行消解，使回采区间上覆岩层缓慢均匀沉降、卸荷，从而有效防治冲击地压和瓦斯突然大量涌出，达到在回采期间可有效支护采空区、为采煤作业提供有效空间，缓解顶板冲击压力以及防止顶板冒落。无需人员操作；在条件复杂的薄煤层可有效地对顶板进行控制、安全高效、无煤柱采煤；在开采条件恶劣的作为保护层的薄煤层过程中可防止冲击压力、冒顶和瓦斯突出等灾害发生。

附图说明

图1是自然煤层、岩层示意图；

图2是机水动力全煤厚条带开采示意图；

图3是对采出的全煤厚条带进行可自消支护示意图；

图4是临时煤柱机水动力开采示意图；

图5是可自消支护体的风化降解及上覆岩层的沉降示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，本发明的一种可自消支护的采煤方法，是在回采期间有效支护采空区、为采煤作业提供有效空间，缓解顶板冲击压力以及防止顶板冒落；回采完毕，根据采煤工艺需要控制支护体逐步自行消解，使回采区间上覆岩层缓慢均匀沉降、卸荷，从而有效防治冲击地压和瓦斯突然大量涌出。

实现本发明目的一种可自消支护的采煤方法是：新型可降解的固体支护材料、流体注入封闭空间内膨胀固化支护；在支护体两侧煤柱开采后可形成通风空间，采煤结束后在顶板压力和风化作用下，固体支护材料开始降解，支护材料降解固体残留物不大于5%；固体支护材料降解过程中上覆岩层同步缓慢均匀下沉。

实现本发明目的一种可自消支护的采煤方法是新型的高压水采加机械钻采设备，管道水力输送系统的应用。

实现本发明目的一种可自消支护的采煤方法的采煤工艺是：先采出一个一定宽度2～3m全煤厚条带，采后将支护材料注入采空空间，跳过一个相同宽度的煤柱再采充下一个条带，采至一定面积后可将临时煤柱采出，创造支护材料降解条件，开始释放顶板支护。

实现本发明目的一种可自消支护的采煤方法，操作人员远离采煤地点，远程控制。不留煤柱，上覆岩层在压缩支撑体过程中沉降。

本发明的一种可自消支护的采煤方法的优点如下：

本发明的一种可自消支护的采煤方法，可有效地对顶板进行控制，防止或缓解冲击地压以及冒顶和瓦斯突出，有效地防止灾害发生，有计划、可控制地进行瓦斯抽采；可实现薄煤层、保护层的无煤柱、无人化回采；无煤柱回采可提高煤炭回采率，无人化回采更安全更高效。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种保护层及无人化薄煤层开采方法，其特征在于，其工艺步骤为：①首先在保护层或无人化薄煤层采出一个宽度2～3m的全煤厚条带，然后将该全煤厚条带形成封闭空间，②用可降解材料将采出的全煤厚条带填充形成支撑体，③跳过一个宽度2～3m的临时煤柱再采出下一个宽度2～3m的全煤厚条带并用可降解材料将采出的全煤厚条带填充，④多次重复步骤二，采至一定面积后将所有临时煤柱逐个采出，⑤创造可降解材料降解条件即解除上述封闭条件，开始释放顶板支护，上覆岩层在压缩支撑体过程中沉降。

2.根据权利要求1所述的一种保护层及无人化薄煤层开采方法，其特征在于，临时煤柱采用机水动力开采法开采。

3.根据权利要求1或2所述的一种保护层及无人化薄煤层开采方法，其特征在于，所述的可降解材料为高水充填材料，高水充填材料包括甲组分和乙组分，所述的填充为首先向甲组分中加入水，制成甲组分单浆，水的重量为甲组分重量的2.4倍；然后向乙组分中加入水，制成乙组分单浆，水的重量为乙组分重量的2.4倍；最后将甲组分单浆和乙组分单浆按照重量份比为1.2∶1混合，用浆泵分别将甲组分单浆和乙组分单浆泵送进上述封闭空间并使甲组分单浆和乙组分单浆充分混合，使其自然固化即可。

4.根据权利要求3所述的一种保护层及无人化薄煤层开采方法，其特征在于，所述的甲组份包括硫铝酸盐水泥熟料66wt%、铝酸盐水泥熟料28wt%、硼砂1wt%、白炭黑2.2wt%、膨润土2.5wt%、淀粉醚0.3wt%。

5.根据权利要求3所述的一种保护层及无人化薄煤层开采方法，其特征在于，所述的乙组分包括硬石膏47wt%、石灰30wt%、复配添加剂23wt%。

6.根据权利要求5所述的一种保护层及无人化薄煤层开采方法，其特征在于，所述的复配添加剂包括悬浮剂白炭黑2wt%、海泡石6wt%、无机物NaNO9wt%、(NH)SO2.5wt%、LiOH3.5wt％。