CN109973093A - 一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式 - Google Patents

一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式 Download PDF

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郭陆平
郭旭
黄秦刚
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    • E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
    • E21C41/18—Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • E21F15/005—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings characterised by the kind or composition of the backfilling material

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Abstract

本发明涉及一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式，包括如下步骤：(1)确定采空区开采位置；(2)在采空区四周开拓巷道；(3)铺设注浆管道进行注浆加固；(4)填充加固完成后再进行打孔钻探确定情况，如再次发现采空区或破坏区，再铺设注浆管道进行注浆加固，直到钻探结果和三维地质勘测或CMS空区探测系统未再发现采空区或破坏区，达到施工条件后即可进行煤层回采作业。通过采用本发明提供的回采、加固方式，能够在实现采空区或破坏区的资源回收的基础上实现对废弃资源的二次利用，起到一定的环境保护作用，可广泛应用在煤矿勘探技术领域。

Description

一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式
技术领域
本发明涉及煤矿勘探技术领域，具体是指一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式。
背景技术
我国经济可持续迅速发展的前提是能源的保障，而我国作为世界第一大采煤国，煤炭也是主要能源，煤炭资源的保障是经济可持续发展的前提。根据数据调查结果显示：煤炭在一次能源消费生产中所占比重已大于70％，所以可预测我国主要能源消费在未来很长时间内仍会选择煤炭。
众所周知，煤炭资源是不可再生的，随着开采的不断深入，煤炭资源日益枯竭。据权威部门的统计，上个世纪末，我国混乱、无序的乱采滥挖的煤炭开采秩序使一些煤矿只采出了70％-30％矿产资源。传统的矿产开采方法及秩序导致目前仍有30％-70％的矿产资源仍然有待开采。这些未被开采的矿产资源一方面随着时间的积淀给地质结构造成了一定程度的破坏，另一面也给现在的继续开采增加了施工难度，提高了开采施工的危险性。煤矿传统施工技术在地质构造、找煤、探煤时造成的揭空和过空较多，使得当下资源回收的安全生产压力越来越大，安全生产风险日显突出。
在煤层与煤层近距离的开采中，上煤层开采完遗留的保安煤柱也会再产生集中应力，并沿底板传递到下煤层。并且下煤层顶板覆盖着上煤层采空区跨落的巧石，致使下煤层围岩应力状态和结构都有所改变，与单层煤开采后采场的矿压规律会有所不同。并且下煤层顶板会出现破碎、冒顶等现象，使顶板不易管理。由于近距离煤层间距较小，致使顶板没有足够厚度的岩体用来加固，并可能会出现顶板裂隙与上煤层采空区相通，会造成漏水、漏气、漏风和煤层自燃，给资源回采造成很大困难，影响煤矿的安全高效生产。传统的回采技术和施工方法对以上问题不能实现有效解决，并且成本高且危险性高，极易出现塌落的情况，且不具备相应的安全开采技术。
所以，现阶段需要一种可以开采或加固经过小煤矿或地质发生变化之后的造成破坏的煤层区域的方法。且此种开采方式必须是可行性高、施工简单、安全性高、资源利用率高、环境污染少、综合效益好和可持续发展的一种施工方式。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式，包括如下步骤：
(1)确定采空区开采位置，并且通过三维地质勘测或CMS空区探测系统，进行分析；
(2)在采空区四周开拓巷道，巷道包围采空区或破坏区，利用巷道对采空区或破坏区进行全方位打眼钻探，更精密的确定采空区或破坏区境况，绘制出采空区或破坏区情况分析图；
(3)铺设注浆管道进行注浆加固，注浆加固材料采用开拓巷道产生的物料或工业生活废品，然后进行粉碎机粉碎，并且加入适量胶结材料对采空区或破坏区填充加固；
(4)填充加固完成后再进行打孔钻探确定情况，如再次发现采空区或破坏区，再铺设注浆管道进行注浆加固，直到钻探结果和三维地质勘测或CMS空区探测系统未再发现采空区或破坏区，达到施工条件后即可进行煤层回采作业。
优选地，在铺设注浆管道的过程中，先进行打孔钻探。
优选地，在进行回采、加固的过程中，施工对象为矿山资源地质结构遭到破坏的区域，并对其围岩结构进行填充加固。
采用以上方法后，本发明具有如下优点：
本施工方式是对矿山资源地质结构遭到破坏区域的围岩填充加固后，在再进行回采的施工方法，安全高效开采，且能加固地质结构，进而便于开采遭到破坏区域的资源，不断提高了资源回采的效率，而且在一定程度上为现有遭到破坏的矿产资源的回收利用提供了可靠且实施性强的开采方式；而且在进行开采的过程中，采用的是废弃的物品进行填充，这就从一定程度上提高了废弃物的利用率，从而起到了一定的环境保护作用。
附图说明
图1是一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式的施工布置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式，包括如下步骤：
(1)确定采空区开采位置，并且通过三维地质勘测或CMS空区探测系统，进行分析；
(2)在采空区四周开拓巷道，巷道包围采空区或破坏区，利用巷道对采空区或破坏区进行全方位打眼钻探，更精密的确定采空区或破坏区境况，绘制出采空区或破坏区情况分析图；
(3)铺设注浆管道进行注浆加固，注浆加固材料采用开拓巷道产生的物料或工业生活废品，然后进行粉碎机粉碎，并且加入适量胶结材料对采空区或破坏区填充加固；
(4)填充加固完成后再进行打孔钻探确定情况，如再次发现采空区或破坏区，再铺设注浆管道进行注浆加固，直到钻探结果和三维地质勘测或CMS空区探测系统未再发现采空区或破坏区，达到施工条件后即可进行煤层回采作业。
其中：在铺设注浆管道的过程中，先进行打孔钻探；
在进行回采、加固的过程中，施工对象为矿山资源地质结构遭到破坏的区域，并对其围岩结构进行填充加固。
具体实施过程：
结合附图1，1为破坏区，2为采空塌陷区，3为旧煤矿巷道，在具体实施时，在上述位置确定为新开拓巷道4，而后在此位置进行注浆、铺设管路后打孔钻探5，且在铺设管路时，并进行注浆填充时，先进行围岩加固，从而固定好工作位置，而后利用废弃物品进行填充；在确定开采位置之前，先通过三维地质勘测或CMS空区探测系统进行勘探，而CMS空区探测系统为煤矿中常见的勘探系统，这就节省了探勘时间，提高了确定开采位置精确性的指数，进而缩短开采时间。

Claims (3)

1.一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式，其特征在于，包括如下步骤：
(1)确定采空区开采位置，并且通过三维地质勘测或CMS空区探测系统，进行分析；
(2)在采空区四周开拓巷道，巷道包围采空区或破坏区，利用巷道对采空区或破坏区进行全方位打眼钻探，更精密的确定采空区或破坏区境况，绘制出采空区或破坏区情况分析图；
(3)铺设注浆管道进行注浆加固，注浆加固材料采用开拓巷道产生的物料或工业生活废品，然后进行粉碎机粉碎，并且加入适量胶结材料对采空区或破坏区填充加固；
(4)填充加固完成后再进行打孔钻探确定情况，如再次发现采空区或破坏区，再铺设注浆管道进行注浆加固，直到钻探结果和三维地质勘测或CMS空区探测系统未再发现采空区或破坏区，达到施工条件后即可进行煤层回采作业。
2.根据权利要求1所述的一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式，其特征在于，在铺设注浆管道的过程中，先进行打孔钻探。
3.根据权利要求1所述的一种回采、加固地下煤炭资源采空区或破坏区的施工方式，其特征在于，在进行回采、加固的过程中，施工对象为矿山资源地质结构遭到破坏的区域，并对其围岩结构进行填充加固。
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