CN108547658A - 一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法 - Google Patents

一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法，属于采空区充填领域，通过布置于工作面单体液压支柱之间的与煤炭溜槽相连接的矸石溜槽实现矸石自溜回填采空区的方法；工作面沿走向长壁后退式布置，对煤、矸进行分采分运，采用传统炮采工艺进行落煤（矸）、装煤（矸），溜煤时，关闭煤炭溜槽与矸石溜槽连接处的控制挡板，使煤炭沿煤炭溜槽自溜，回填矸石时，打开煤炭溜槽与矸石溜槽连接处的控制挡板，即可实现矸石沿煤炭溜槽到矸石溜槽向采空区自溜回填。本方法降低了工人劳动强度，避免了矸石引起的环境污染，方法简单，操作方便，具有广泛的应用性。

Description

一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法
技术领域
本发明涉及采空区充填方法，特别涉及一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法。
背景技术
我国煤炭资源分布不均衡，云、贵、川等南部矿区多以开采薄煤层、极薄煤层为主，且有不少煤矿煤层倾角在35°以上。极薄煤层开采时多以炮采为主，根据煤层赋存及顶底板条件，经常需要挑顶、破底或剔除煤层中的厚夹矸，极薄煤层工作面的产矸量约占工作面产量的20~50%，对于工作面产生的大量矸石，一种途径是运出矿井，堆积于地面，不仅增加了矿井的运输成本，而且造成环境污染，且暴雨时节容易引发滑坡、泥石流等次生灾害，另一种途径是井下回填处理，一般的做法是人工攉运回填采空区，大大加重了煤矿职工的体力劳动。针对这一问题，从保护环境与降低职工劳动强度的目的出发，研究一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
发明内容
本发明的主要解决的技术问题是提供了一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法，能够避免污染环境、降低工人劳动强度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法，包括如下步骤：
a.布置回采巷道时，沿煤层底板平行掘进区段运输巷和区段回风巷，掘至区段边界时，在区段运输巷斜向上依次开掘超前行人眼和溜煤眼，揭穿煤层后，沿煤层开掘平行于区段运输巷的抬高机巷，在区段回风巷斜向上开掘超前通风眼，揭穿煤层后，沿煤层开掘平行于区段回风巷的抬高风巷，贯通抬高机巷和抬高风巷形成切眼；
b.在切眼内布置工作面装备，所述工作面装备包括：单体液压支柱、铰接顶梁、煤炭溜槽、矸石溜槽、刮板输送机、挡矸板，煤炭溜槽布置于切眼内煤壁侧一排单体液压支柱前，矸石溜槽布置于单体液压支柱之间，刮板输送机布置于抬高机巷内，挡矸板布置于靠近采空区一侧的单体液压支柱后。
c.回采作业时，从区段边界切眼处采用后退式推进工作面，对工作面煤、矸进行分采分运，采用炮采工艺完成一个步距内爆破落煤（矸），挂梁进行临时支护，人工装煤（矸），关闭控制挡板，通过煤炭溜槽自溜运煤，打开控制挡板，通过煤炭溜槽+矸石溜槽自溜矸石回填采空区，清理工作面浮煤（矸），回柱并及时支护顶板，移设煤炭溜槽、矸石溜槽和挡矸板；
d.重复步骤c，继续下一个步距的采煤与矸石自溜回填作业，直至完成整个工作面的采煤与矸石自溜回填作业。
进一步地，所述矸石溜槽为特制溜槽，通过控制挡板与煤炭溜槽相连接，其下边缘高出上边缘15cm，其布置时保持与煤炭溜槽呈45°夹角，第一组矸石溜槽布置于距工作面下端头10m处，然后自工作面下端头向工作面上端头，每隔10m布置一组矸石溜槽。
进一步地，所述挡矸板吊挂于靠近采空区一侧的单体液压支柱的手把体上。
本发明的有益效果：有效解决了大倾角极薄煤层工作面矸石自溜回填采空区的技术难题，在煤炭回采过程中，根据煤层赋存及顶底板条件，合理确定挑顶、破底或剔除厚夹矸的开采方案，实现煤矸分采分运，矸石直接自溜回填采空区，避免了环境污染及井下人工攉运回填采空区体力劳动强度大的问题，为我国大倾角极薄煤层矸石回填采空区开创了一条新的技术途径，且该方法简单，操作方便，具有广泛的应用性。
附图说明
图1是本发明实施例的工作面布置平面图；
图2是本发明实施例的工作面运煤状态平面图；
图3是本发明实施例的工作面矸石回填采空区状态平面图；
图4是本发明实施例的工作面A-A剖面图。
附图标记：1-区段运输巷，2-区段回风巷，3-超前行人眼，4-溜煤眼，5-抬高机巷，6-超前通风眼，7-抬高风巷，8-单体液压支柱，9-铰接顶梁，10-煤炭溜槽，11-矸石溜槽，12-刮板输送机，13-控制挡板，14-挡矸板，15-采空区，16-手把体。
具体实施方式
图1-图4示出了本发明实施例的一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法，包括如下步骤：
a.首先进行回采巷道布置，沿煤层底板平行掘进区段运输巷1和区段回风巷2，掘至区段边界时，在区段运输巷1斜向上依次开掘超前行人眼3和溜煤眼4，揭穿煤层后，沿煤层开掘平行于区段运输巷1的抬高机巷5，在区段回风巷2斜向上开掘超前通风眼6，揭穿煤层后，沿煤层开掘平行于区段回风巷2的抬高风巷7，贯通抬高机巷5和抬高风巷7形成切眼；
b.回采巷道布置完成后，在切眼内布置由单体液压支柱8、铰接顶梁9、煤炭溜槽10、矸石溜槽11、刮板输送机12、挡矸板14构成的工作面支护、运煤、运矸、充填等关键设备，在切眼内煤壁侧一排单体液压支柱8前铺设煤炭溜槽10，在抬高机巷内铺设刮板输送机12，构成工作面煤炭运输设备；在工作面几排单体液压支柱8之间铺设矸石溜槽11，通过控制挡板13与煤炭溜槽10相连接，构成工作面矸石回填设备，在靠近采空区15一侧的单体液压支柱8后布置挡矸板14，挡矸板14的高度根据工作面产矸量确定，挡矸板14起到防止矸石窜入工作面；
c.回采作业时，从区段边界切眼处采用后退式推进工作面，对工作面煤、矸进行分采分运，采用炮采工艺完成一个步距内爆破落煤（矸），挂梁进行临时支护，人工装煤（矸），关闭控制挡板13，通过煤炭溜槽10自溜运煤，打开控制挡板13，通过煤炭溜槽10+矸石溜槽11自溜矸石回填采空区15，清理工作面浮煤（矸），回柱并及时支护顶板，移设煤炭溜槽10、矸石溜槽11和挡矸板14；
d.重复步骤c，继续下一个步距的采煤与矸石自溜回填作业，直至完成整个工作面的采煤与矸石自溜回填作业。
矸石溜槽11为特制溜槽，通过控制挡板13与煤炭溜槽10相连接，其下边缘高出上边缘15cm，其布置时保持与煤炭溜槽10呈45°夹角，第一组矸石溜槽11布置于距工作面下端头10m处，然后自工作面下端头向工作面上端头，每隔10m布置一组矸石溜槽11，挡矸板14吊挂于靠近采空区15一侧的单体液压支柱8的手把体16上。
实施列一
在进行了大倾角极薄煤层炮采工作面的布置工作后，根据工作面煤层赋存及顶底板条件，选择挑顶的开采方案，首先关闭控制挡板13，在煤层中布置炮眼，爆破落煤后由人工装煤至 煤炭溜槽10，煤炭沿煤炭溜槽10自溜至抬高机巷5内的刮板输送机12上，然后运出工作面，完成工作面落煤、装煤、运煤工作。其次打开控制挡板13，在顶板岩石中布置炮眼，爆破落矸后由人工装矸至煤炭溜槽10，矸石沿煤炭溜槽10转运到矸石溜槽11后滑落到采空区15，完成工作面落矸、装矸、运矸和矸石回填工作。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.布置回采巷道时，沿煤层底板平行掘进区段运输巷（1）和区段回风巷（2），掘至区段边界时，在区段运输巷（1）斜向上依次开掘超前行人眼（3）和溜煤眼（4），揭穿煤层后，沿煤层开掘平行于区段运输巷（1）的抬高机巷（5），在区段回风巷（2）斜向上开掘超前通风眼（6），揭穿煤层后，沿煤层开掘平行于区段回风巷（2）的抬高风巷（7），贯通抬高机巷（5）和抬高风巷（7）形成切眼；
b.在切眼内布置工作面装备，所述工作面装备包括：单体液压支柱（8）、铰接顶梁（9）、煤炭溜槽（10）、矸石溜槽（11）、刮板输送机（12）、挡矸板（14），煤炭溜槽（10）布置于切眼内靠近工作面煤壁侧一排单体液压支柱（8）前，矸石溜槽（11）布置于单体液压支柱（8）之间，刮板输送机（12）布置于抬高机巷（5）内，挡矸板（14）布置于靠近采空区（15）一侧的单体液压支柱（8）后。
2.c.回采作业时，从区段边界切眼处采用后退式推进工作面，对工作面煤、矸进行分采分运，采用炮采工艺完成一个步距内爆破落煤（矸），挂梁进行临时支护，人工装煤（矸），关闭控制挡板（13），通过煤炭溜槽（10）自溜运煤，打开控制挡板（13），通过煤炭溜槽（10）+矸石溜槽（11）自溜矸石回填采空区，清理工作面浮煤（矸），回柱并及时支护顶板，移设煤炭溜槽（10）、矸石溜槽（11）和挡矸板（14）；
d.重复步骤c，继续下一个步距的采煤与矸石自溜回填作业，直至完成整个工作面的采煤与矸石自溜回填作业。
3.根据权利要求1所述的一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法，其特征在于，所述矸石溜槽（11）为特制溜槽，通过控制挡板（13）与煤炭溜槽（10）相连接，其下边缘高出上边缘15cm，其布置时保持与煤炭溜槽（10）呈45°夹角，第一组矸石溜槽（11）布置于距工作面下端头10m处，然后自工作面下端头向工作面上端头，每隔10m布置一组矸石溜槽（11）。
4.根据权利要求1所述的一种大倾角极薄煤层矸石自溜回填采空区方法，其特征在于，所述挡矸板（14）吊挂于靠近采空区（15）一侧的单体液压支柱（8）的手把体（16）上。
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