CN105240014A - 一种充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法 - Google Patents

一种充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法，属于房式采空区遗留煤柱的回收方法。遗留煤柱的回收方法，包括：房式采空区遗留煤柱稳定性评价与等级划分、充填再造护巷煤柱宽度及条带工作面长度的确定、充填再造护巷煤柱施工工艺、煤柱回收方法及回收工艺。根据采空区遗留煤柱的稳定性等级确定再造护巷煤柱的最小宽度及条带工作面的最大长度，通过充填再造护巷煤柱的方法大大提高原有煤柱的稳定性来控制地表沉陷，并最大限度的回收遗留煤柱资源，达到减小地表沉陷保护矿区人民生命财产安全，提高资源利用率的目的。优点：方法简单，易操作，充填再造护巷煤柱效率高，成本低，实现了减少资源浪费、控制地表沉陷的目标，具有广泛的实用性。

Description

一种充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法
技术领域
本发明涉及一种房式采空区遗留煤柱的回收方法，尤其涉及一种充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法。
背景技术
我国西部煤田大部分煤层埋藏较浅，在开采初期，多数煤矿采用房式开采方法，即在煤层中纵横开采宽5m～10m的无支护煤房，同时留设5m～10m的方型煤柱以支撑顶板和上覆岩层，开采矿区约有60％～70％的煤柱被遗留在地下，一方面造成国家宝贵优质资源的极大浪费，另一方面遗留煤柱大面积失稳后造成地表大面积塌陷，严重影响矿区人民生命财产安全。
针对我国浅埋煤层房式采空区遗留煤柱资源浪费严重，煤柱大面积垮落失稳造成地表大面积塌陷，严重影响矿区人民生命财产安全等问题，如何开发一种新的采煤方法对房式采空区遗留煤柱资源进行回收以提高资源利用率，同时减小地表沉陷保护矿区人民生命财产安全是目前亟待解决的科学难题。
发明内容
技术问题：针对浅埋煤层房式采空区存在的上述问题，本发明提供一种安全、高效、低成本的充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法。
技术方案：本发明的充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法，包括：房式采空区遗留煤柱稳定性评价与等级划分、充填再造护巷煤柱宽度及条带工作面长度的确定、充填再造护巷煤柱施工工艺、煤柱回收方法及回收工艺。
具体步骤如下：
(1)根据房式采空区遗留煤柱的赋存条件，综合分析遗留煤柱的顶板稳定性、宽高比及留采比三个关键因素，对房式采空区遗留煤柱的稳定性做出评价及等级划分，分为特别稳定、稳定、较稳定、不稳定和极不稳定五个稳定级别，所述的留采比为房式采空区遗留煤柱面积与房式采空区裸露顶板面积之比；
(2)根据遗留煤柱的稳定性等级确定再造护巷煤柱最小宽度s及条带工作面最大长度l，进而确定需要充填的房式遗留煤柱列数及条带工作面回收的房式遗留煤柱列数；
(3)分单元铺设充填再造护巷煤柱充填约束墙，每一单元包含2～4排煤柱，充填约束墙设于相邻煤柱之间，采用木板和废旧胶带联合工字钢加固形成封闭的待充填区域，并在约束墙标高较高的一侧上部预留2～3个150mm×150mm的充填口；
(4)充填材料选用水泥、风积沙、水、粉煤灰、石灰和黄土，在地面配料站按质量2:5:2:1:2:3进行配比并通过管路从预留的充填口进行充填再造护巷煤柱单元的充填，当充填体充分接顶时，停止充填，在本单元充填的同时进行下一单元充填约束墙的铺设；
(5)每两条充填再造护巷煤柱形成之后，布置条带工作面，按照前进式或后退式进行遗留煤柱的回收，同时进行下一个条带工作面护巷煤柱的充填再造工作，如此循环直至完成整个房式采空区护巷煤柱的充填再造与遗留煤柱回收工作。
有益效果：一种充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法属于部分充填回收房式遗留煤柱的方法，根据采空区遗留煤柱的稳定性等级确定再造护巷煤柱的最小宽度及条带工作面的最大长度，通过充填再造护巷煤柱的方法大大提高原有煤柱的稳定性来控制地表沉陷，并最大限度的回收遗留煤柱资源，达到减小地表沉陷保护矿区人民生命财产安全，提高资源利用率的目的。本专利中护巷煤柱的充填再造工作方法简单、易操作，护巷煤柱再造效率高、成本低，能够安全、高效、超低成本回收遗留煤柱资源，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明护巷煤柱充填再造及遗留煤柱回收状态平面图。
图2是本发明完成所有护巷煤柱充填再造及遗留煤柱回收后的整体平面图。
图3是本发明A-A＇剖面图。
图4是本发明B-B＇剖面图。
图中：1、充填再造护巷煤柱；2、充填再造护巷煤柱单元；3、木板；4、废旧胶带；5、充填体；6、进风巷；7、回风巷；8、条带工作面；9、风帘；10、采空区；11、遗留煤柱；12、充填口；13、工字钢。
具体实施方式
一种充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法，包括：房式采空区遗留煤柱稳定性评价与等级划分、充填再造护巷煤柱宽度及条带工作面长度的确定、充填再造护巷煤柱施工工艺、煤柱回收方法及回收工艺。
具体步骤如下：
(1)根据房式采空区遗留煤柱的赋存条件，综合分析遗留煤柱的顶板稳定性、宽高比及留采比三个关键因素，对房式采空区遗留煤柱的稳定性做出评价及等级划分，分为特别稳定、稳定、较稳定、不稳定和极不稳定五个稳定级别，所述的留采比为房式采空区遗留煤柱面积与房式采空区裸露顶板面积之比；
表1房式采空区遗留煤柱稳定性等级划分表
(2)根据遗留煤柱的稳定性等级确定再造护巷煤柱最小宽度s及条带工作面最大长度l，进而确定需要充填的房式遗留煤柱列数及条带工作面回收的房式遗留煤柱列数；
(3)分单元铺设充填再造护巷煤柱充填约束墙，每一单元包含2～4排煤柱，充填约束墙设于相邻煤柱之间，采用木板和废旧胶带联合工字钢加固形成封闭的待充填区域，并在约束墙标高较高的一侧上部预留2～3个150mm×150mm的充填口；
(4)充填材料选用水泥、风积沙、水、粉煤灰、石灰和黄土，在地面配料站按质量2:5:2:1:2:3进行配比并通过管路从预留的充填口进行充填再造护巷煤柱单元的充填，当充填体充分接顶时，停止充填，在本单元充填的同时进行下一单元充填约束墙的铺设；
(5)每两条充填再造护巷煤柱形成之后，布置条带工作面，按照前进式或后退式进行遗留煤柱的回收，同时进行下一个条带工作面护巷煤柱的充填再造工作，如此循环直至完成整个房式采空区护巷煤柱的充填再造与遗留煤柱回收工作。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1：某矿煤层倾角2～5°，平均埋深100m，平均厚度2.7m，顶板属于稳定顶板，早期采用房式采煤法进行开采，开采煤房尺寸为7×7×4.5m，遗留煤柱尺寸为9×9×4.5m。经计算其采空区遗留煤柱宽高比为3.3，留采比为0.46。
(1)根据现场采空区遗留煤柱11的赋存条件，将遗留煤柱11的顶板稳定性、宽高比及留采比三个关键因素带入房式采空区遗留煤柱稳定性等级划分表，进行综合评价并确定出房式采空区遗留煤柱的稳定性等级属稳定；
(2)根据遗留煤柱的稳定性等级，确定充填再造护巷煤柱1的最小宽度s＝40m，条带工作面最大长度l＝60m，进而确定需要充填的房式遗留煤柱列数及条带工作面回收的房式遗留煤柱列数各为3列；
(3)分单元铺设再造护巷煤柱充填约束墙，每一单元2包含3排煤柱，充填约束墙设于相邻煤柱之间，采用木板3和废旧胶带4联合工字钢13加固形成封闭的待充填区域，并在约束墙标高较高的一侧上部预留2个150mm×150mm的充填口(12)；
(4)充填材料选用水泥、风积沙、水、粉煤灰、石灰和黄土，在地面配料站按质量2:5:2:1:2:3进行配比并通过管路从预留充填口12进行充填再造护巷煤柱单元2的充填，当充填体充分接顶时，停止充填，在本单元充填的同时进行下一单元充填约束墙的铺设；
(5)每两条充填再造护巷煤柱1形成之后，在条带工作面及外侧两列煤柱与煤柱之间吊挂挡风帘9，分别形成进风巷6、回风巷7，最终形成完整的通风系统：新鲜风6→8→7乏风。
(6)在条带工作面8布置采煤机、刮板输送机等采煤设备按照后退式进行遗留煤柱的回收，并同时进行下一条护巷煤柱的充填再造，如此循环直至完成整个采空区护巷煤柱的充填再造与遗留煤柱回收工作。

Claims (1)

1.一种充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法，其特征在于，充填回收遗留煤柱的方法，包括：房式采空区遗留煤柱稳定性评价与等级划分、充填再造护巷煤柱宽度及条带工作面长度的确定、充填再造护巷煤柱施工工艺、煤柱回收方法及回收工艺；
具体步骤如下：
（1）根据房式采空区遗留煤柱的赋存条件，综合分析遗留煤柱的顶板稳定性、宽高比及留采比三个关键因素，对房式采空区遗留煤柱的稳定性做出评价及等级划分，分为特别稳定、稳定、较稳定、不稳定和极不稳定五个稳定级别，所述的留采比为房式采空区遗留煤柱面积与房式采空区裸露顶板面积之比；
（2）根据遗留煤柱的稳定性等级确定再造护巷煤柱最小宽度s及条带工作面最大长度l，进而确定需要充填的房式遗留煤柱列数及条带工作面回收的房式遗留煤柱列数；
（3）分单元铺设充填再造护巷煤柱充填约束墙，每一单元包含2~4排煤柱，充填约束墙设于相邻煤柱之间，采用木板和废旧胶带联合工字钢加固形成封闭的待充填区域，并在约束墙标高较高的一侧上部预留2~3个150mm×150mm的充填口；
（4）充填材料选用水泥、风积沙、水、粉煤灰、石灰和黄土，在地面配料站按质量2:5:2:1:2:3进行配比并通过管路从预留的充填口进行充填再造护巷煤柱单元的充填，当充填体充分接顶时，停止充填，在本单元充填的同时进行下一单元充填约束墙的铺设；
（5）每两条充填再造护巷煤柱形成之后，布置条带工作面，按照前进式或后退式进行遗留煤柱的回收，同时进行下一个条带工作面护巷煤柱的充填再造工作，如此循环直至完成整个房式采空区护巷煤柱的充填再造与遗留煤柱回收工作。
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