CN105507947A - 一种网络化矸石充填方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于Y型通风系统的网络化矸石充填方法，回填采空区时不全部充填，预先按照一定的间距将采空区划分为多个充填区域和不充填区域，进行间隔充填，最后形成网络化矸石柱，共同作用支撑起上覆岩层。本方法既可以减少矸石的用量，解决矸石量短缺的问题，又节省了充填时间，减少工人的工作量，还可以有效支护采空区，防止地表塌陷，同时考虑了采空区的漏风问题，防止采空区自燃。

Description

一种网络化矸石充填方法

技术领域

本发明涉及一种采空区回填方法，尤其适用于采用Y型通风的矿井，是一种既省时省力省材料还可有效支护、防漏风的网络化矸石充填方法。

背景技术

煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔。如煤矿采空区不及时进行加固，且不进行回填，时间长了将会塌陷，造成地面沉降，在地表形成塌陷坑，造成农田无法耕种。

我国现阶段对煤矿采空区回填主要采用的是煤矸石回填。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。每年我国高强度的开采，累计排放煤矸石的数量是非常大的，而且煤矸石的大量堆存，不仅占用土地还造成环境污染。随着我国煤炭开采不断增加，形成的采空区甚至塌陷区不断扩大，把煤矸石回填到采空区，不仅可以保护耕地，而且可以最大限度的利用矿业固体废物，有效改善矿区环境。

煤矸石回填技术包括采空区回填、低洼地充填、煤矿塌陷区复垦等。目前煤矸石的主要填充方法包括水力填充和风力填充。水力填充一般是将破碎的煤矸石、砂、碎石、炉渣或其他固体废弃物混合后,加入一定量的水搅拌成泥浆，然后用泵送到井下充填，填料干燥后即可均匀紧密的留在矿井内充填采空区，以支撑围岩防止或减少围岩跨落或变形为目的，排出的水则由水泵抽出，循环使用。风力回填采用压缩空气将磨至一定粒度的煤矸石粉及粘结材料、惰性材料和骨架材料一起送至采空区中，这些填充材料在采空区内均匀分布、紧密结合，随着注入量增多，就会形成密实的填料体充填整个采空区。

目前采空区回填是利用井下开采的矸石破碎后由皮带运输至采空区进行全部充填，这种方法虽能很好的起到防止上覆岩层塌陷的作用，但是全部充填耗时长，使用的矸石量大，当井下开采的矸石不足以全部充填采空区时还需另外采购；工人的工作强度大，工作时间长。

发明内容

本发明针对目前采空区回填费时费力、使用矸石量大等问题，提供一种操作简单、工作效率高、经济实用的网络化矸石充填方法。

本发明的网络化矸石充填方法，是一种适用于Y型通风系统的网络化矸石充填方法，回填采空区时不全部充填，预先按照一定的间距将采空区划分为多个充填区域和不充填区域，进行间隔充填，最后形成网络化矸石柱，共同作用支撑起上覆岩层。

进一步地，本发明的网络化矸石充填方法包括如下步骤：

a.采煤工作面开采结束后，在采空区划分多个充填区域和不充填区域；

b.将破碎至适宜的粒径的矸石通过皮带运输送至充填区域进行全部充填；

c.在充填过程中要一边充填一边喷水泥浆，水泥浆固化后形成矸石柱；

d.跳过不充填区域，对下一个充填区域进行矸石充填；

e.重复步骤d，最终形成网络化矸石柱，网络化矸石柱和充填墙体共同作用支撑上覆岩层。

进一步地，所述充填区域的长度D₁＝10-15m；不充填区域的长度D₂＝1/2L-2/3L(L为来压步距)。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

由于采用了上述采空区回填方法，大大减少了充填采空区的矸石使用量，减少的矸石量可达40％以上；减轻了工人的劳动强度，节省了充填的时间；形成的网络化矸石柱共同作用支撑起上覆岩层，防止了主关键层的断裂和地表的塌陷；如附图1所示，进风流6由进风巷4进入采煤工作面时被充填区域1所挡，风流不会进入采空区，由回风巷5流出，充分考虑了采空区的漏风问题，防止了煤自燃的可能性。本发明与现有技术相比，其操作简单、省时省力省物料、成本低、安全性高、使用效果好，在相应技术领域内具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的网络化矸石充填方法的示意图。

图2是形成的网络化矸石柱支撑上覆岩层的示意图。

图中：1—充填区域，2—不充填区域，3—充填墙体，4—进风巷，5—回风巷，6—进风流，7—回风流，8—采煤工作面，9-上覆岩层，D₁—充填区域长度，D₂—不充填区域长度。

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：

本发明的采空区回填方法，形成网络化的矸石柱支撑起上覆岩体，具体步骤如下：

1)矸石储存

如图1所示，在采煤工作面8外建一个矸石储存仓，将开采出的矸石存放在其中，矸石储存仓的出口装有矸石破碎机。图1中充填墙体3是随着采煤工作面8不断向前推进时浇筑形成。

2)充填区域划分

回采工作面8采用带有后探梁的支撑式液压支架进行支护，留有矸石输送和充填的空间；采用Y型通风系统的采煤工作面8开采结束后，将采空区划分为多个充填区域1和不充填区域2，充填区域1的长度D₁＝10-15m，不充填区域长度D₂＝1/2L-2/3L(L为来压步距，即两次周期来压之间工作面推进的距离)。

3)矸石充填

将矸石储存仓的矸石经破碎机破碎至适宜的粒径后，通过皮带运输送至充填区域1，通过液压支架将充填区域全部充填，在充填过程中边充填边喷水泥浆，待水泥浆固化后形成矸石柱；跳过不充填区域2，对下一个充填区域进行全部充填；如此重复，最终形成网络化矸石柱和充填墙体3共同作用支撑起上覆岩层9，防止地表塌陷，如图2所示。

上述方案中，进风流6由进风巷4流经采煤工作面8，遇到充填区域1后风流被挡住，不会进入采空区，回风流7直接由回风巷5排出，充分考虑到了采空区的漏风问题。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (4)

1.一种网络化矸石充填方法，其特征在于，回填采空区时不全部充填，而是预先按照一定的间距将采空区划分为多个充填区域和不充填区域，然后对所述充填区域进行充填，形成网络化矸石柱，由网络化矸石柱共同作用支撑起上覆岩层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

a.采煤工作面开采结束后，在采空区划分多个充填区域和不充填区域；

b.将破碎至适宜的粒径的矸石通过皮带运输送至充填区域进行全部充填；

c.在充填过程中一边充填一边喷水泥浆，水泥浆固化后形成矸石柱；

d.跳过不充填区域，对下一个充填区域进行矸石充填；

e.重复步骤d，最终形成网络化矸石柱，网络化矸石柱和充填墙体共同作用支撑上覆岩层。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述充填区域的长度D₁为10-15m；所述不充填区域的长度D₂为1/2L-2/3L，其中L为来压步距。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：通过所述充填区域阻挡由进风巷进入采煤工作面的进风流，使风流不进入采空区。