CN110714759B - 一种开采遗失煤炭的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开采遗失煤炭的方法，具体包括以下步骤：(1)在原有安全巷道内布设设备，对塌落巷道及采空区进行填充加固；(2)掘进5m巷道；(3)在新掘进巷道末端对计划掘进巷道进行探水观察，并对原有已塌落巷道及周边塌落区进行填充；然后在掘进5m，以此类推不断填充加固不断掘进，直至巷道掘进至煤柱末端(4)利用以上方法在煤柱另一侧掘进一条巷道；(5)对新掘进巷道进行填充加固；(6)掘进巷道填充完毕后，可在已填充巷道旁边掘进一条新巷道，掘进巷道然后填充加固，然后紧挨填充巷道再掘进新巷道，直至煤柱全部回收。通过使用本发明提供的方法，能够实现对采空区、破坏区的加固，可广泛应用在煤炭开采技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭资源及其他矿山资源开采技术领域，具体是指一种安全的开采遗失煤炭资源的方法。
背景技术
随着社会的不断发展，虽然各种新能源层出不穷，但是我们不得不承认的是，目前煤炭的地位仍旧是不可忽视的，但煤炭资源是不可再生的。随着煤炭资源的不断开采，优质煤炭的储备量已经寥寥无几。但进入21世纪之后，我国又进入对矿山资源需求旺盛的快速发展时期，供需矛盾突出，急需加强新矿山的勘察、开拓以及发掘新的领域，提高资源供应能力。在此背景下，应不断的发现可开采资源、发掘可接替资源、利用可回收资源，延长矿山服务年限，提高矿产资源的保障力度。
虽然煤炭开采历史悠久，更新技术也是层出不穷，但是煤炭开采过程中也出现好多无法开采或遗留在地下的煤炭资源。例如现在地下煤炭资源开采中最先进的长臂式开采方法会留下至少20-30m宽的保安煤柱。这一保安煤柱现在还沉睡在地下，至今还没有一种可开采回收保安煤柱的方法。最先进的长臂式开采方法回收率大多不足90％。例如工作面长度为1000m，工作面宽200-300m，保安煤柱20-30m宽，煤层厚度拟为4m，煤比重1.45t/m3，则一个采区工作面保安煤柱的丢煤量为：
1G＝(ι·m·δ·γ)＝116000t
2G＝(ι·m·δ·γ)＝174000t
式中：
ι－条带长度，1000m；
m－条带宽度，20-30m；
δ－煤层厚度，4m；
γ－煤的容量，1.45t/m3。
由此可见，煤柱的损失煤量是极其可观的。如果能够将煤柱回采，那么将会增加我国煤炭的利用率，创造更多社会适用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种开采遗失煤炭的方法，本方法为通过短距离、阶段性的填充加固遗留煤柱周围区域，然后通过掘进、填充加固、再掘进的方式回收井下的遗留煤炭资源的一种方法，具体包括以下步骤：
(1)在原有的安全巷道内布置设备，对塌落巷道及附近采空区进行填充加固；
(2)掘进巷道，掘进达到5m时停止掘进，检验观察巷道顶板及两帮是否完整且是否符合安全施工标准；
(3)在新掘进巷道末端对计划掘进部分进行探水观察，并对原有已塌落巷道及周边塌落区进行填充，填充区域达到可掘进条件后继续掘进5m；5m掘进完成后再次对计划掘进巷道周边进行探水观察，并且进行填充加固，以此类推直至巷道掘进至煤柱末端；
(4)利用以上方法在煤柱另一侧掘进一条巷道；
(5)对新掘进巷道进行填充加固，加固方式为从巷道末端开始使用物料抛物机对巷道进行填充加固，边填充边后退，直至该巷道填充完毕；
(6)掘进巷道填充完毕后，可在已填充巷道旁边掘进一条新巷道，然后对掘进巷道进行填充，以此类推，直至煤柱全部回收。
进一步地，所述步骤(1)包括以下子步骤：
(1.1)布置注浆填充设备，对设备周边环境进行安全检查，保证达到安全施工条件；
(1.2)铺设注浆管道，根据现场情况选择进行平行铺设、扇形铺设或交叉铺设；
(1.3)利用注浆管道对煤柱周边10m范围内进行充填，填充时可以使用生活垃圾加混凝土、粉煤灰加凝稠剂、以及工业废料进行填充；
(1.4)对填充区域顶板进行检测，保证可以安全掘进巷道。
进一步地，在步骤(3)中，在对原有已塌落巷道及周边塌落区进行填充时，填充范围为10m，该方法为填充10掘进5m，再填充再掘进的方式，保证填充区域比掘进进度大于5m以上。
进一步地，在步骤(3)中，在对计划掘进巷道进行探水观察时，如果发现有水，则停止掘进，并补充安全防水技术措施后继续掘进，直至完成掘进。
进一步地，在进行回采的过程中，可以根据设计要求及现场情况对于最后一个巷道选择不进行填充，
或者
对最后一个巷道进行注浆填充加固。
采用以上方法后，本发明具有如下优点：
通过利用本发明提供的方法来进行开采遗失的煤炭，从而达到了对煤柱、破坏区进行复采的目的，从而最大限度地复采遗留下来的煤炭资源，而且在一定程度上治理了采空区。
附图说明
图1为一种开采遗失煤炭的方法中遗留煤柱分布的示意图；
图2为一种开采遗失煤炭的方法的状态一示意图；
图3为一种开采遗失煤炭的方法的状态二示意图；
图4为一种开采遗失煤炭的方法的某矿井的地下煤柱分布示意图。
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。
我国煤炭开采大多采用臂式体系采煤法，该方法对于已开采完的区域多数采用的是垮落法，垮落法有开采工艺简单、回采率高、煤炭损失量小、经济效益好等优点，但是对围岩扰动剧烈、地表移动变形量大，对地面设施及建筑影响很大。煤炭开采过程中，因为施工需要会在已开采区域留下大量的保安煤柱，煤柱对煤炭资源产生了很大的浪费，并且难以回收。
本方法通过填充采空区，使其达到掘进巷道的条件后，通过掘进巷道开采煤柱。即回收了煤柱，并且通过填充采空区减少了煤炭开采对地质环境的破坏，
实施例一
如图1～3所示，本方法为对遗留煤柱进行复采，具体包括以下步骤：
(1)在原有安全巷道内布设设备，对塌落巷道及采空区进行填充加固，具体为：
(1.1)布置注浆填充设备，对设备周边环境进行安全检查，保证达到安全施工条件；
(1.2)铺设注浆管道，根据现场情况进行平行铺设、扇形铺设或交叉铺设；
(1.3)利用注浆管道对煤柱周边10m范围内进行充填，可以选择使用生活垃圾加混凝土、粉煤灰加凝稠剂、以及工业废料等方式进行填充；
(1.4)对填充区域顶板进行检测，保证可以安全掘进巷道；
(2)掘进巷道，掘进达到5m时停止掘进，检验观察巷道顶板是否符合安全施工标准；
(3)在新掘进巷道末端对计划掘进巷道进行探水观察，并对原有已塌落巷道及周边塌落区进行填充，填充区域达到可掘进条件后继续掘进5m；5m掘进完成后再次对计划掘进巷道周边进行探水观察，并且进行填充加固；
(4)利用以上方法在煤柱另一侧掘进一条巷道；
(5)对新掘进巷道进行填充加固，加固方式为从巷道末端开始使用物料抛物机对巷道进行填充加固，边填充边后退，直至该巷道填充完毕；
(6)掘进巷道填充完毕后，可在已填充巷道旁边掘进一条新巷道，然后对掘进巷道进行填充，以此类推，直至煤柱全部回收。
在步骤(3)中，在对原有已塌落巷道及周边塌落区进行填充时，填充范围为10m。
在步骤(3)中，在对计划掘进巷道进行探水观察时，如果发现有水，则停止掘进，并补充安全防水技术措施后继续掘进，直至完成掘进。
对于最后一个巷道可以根据设计要求及现场情况选择不进行填充或进行填充。
如图4所示为某煤矿井下煤层部分结构情况，根据图中标注可以看出，该区域遗留的煤柱煤量巨大，所以如果无法回收煤柱，将会带来巨大的煤炭资源损失。
利用本发明提供的方法，可以在安全巷道对煤柱四周的采空区及冒落区等破坏区域进行填充，然后按照本方法填充采空区及危险巷道，然后通过掘进巷道的办法回收煤柱。
实施例二
在进行回采的过程中，对于最后一个巷道进行填充。
其他技术方案与实施例一相同。
通过本发明提供的方法，在安全巷道内对煤柱四周的采空区及冒落区等破坏区域进行填充，然后按照本方法填充采空区及危险巷道，然后通过掘进巷道的办法回收部分煤柱。
Claims (5)
1.一种开采遗失煤炭的方法，其特征在于，通过短距离、阶段性的填充加固遗留煤柱周围区域，然后通过掘进、填充加固、再掘进的方式回收井下的遗留煤炭资源，具体包括以下步骤：
(1)在原有的安全巷道内布置设备，对塌落巷道及附近采空区进行填充加固；
(2)掘进巷道，掘进达到5m时停止掘进，检验观察巷道顶板及两边是否完整，是否符合安全施工标准；
(3)在新掘进巷道末端对计划掘进部分进行探水观察，并对原有已塌落巷道及周边塌落区进行填充，填充区域达到可掘进条件后继续掘进5m；5m掘进完成后再次对计划掘进巷道周边进行探水观察，并且进行填充加固，以此类推直至巷道掘进至煤柱末端；
(4)利用以上方法在煤柱另一侧掘进一条巷道；
(5)对新掘进巷道进行填充加固，加固方式为从巷道末端开始使用物料抛物机对巷道进行填充加固，边填充边后退，直至该巷道填充完毕；
(6)掘进巷道填充完毕后，可在已填充巷道旁边掘进一条新巷道，然后对掘进巷道进行填充，以此类推，直至煤柱全部回收。
2.根据权利要求1所述的一种开采遗失煤炭的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下子步骤：
(1.1)布置注浆填充设备，对设备周边环境进行安全检查，保证达到安全施工条件；
(1.2)铺设注浆管道，根据现场情况选择进行平行铺设、扇形铺设或交叉铺设；
(1.3)利用注浆管道对煤柱周边10m范围内进行充填，填充时使用生活垃圾加混凝土、粉煤灰加凝稠剂、以及工业废料进行填充；
(1.4)对填充区域顶板进行检测，保证可以安全掘进巷道。
3.根据权利要求1所述的一种开采遗失煤炭的方法，其特征在于，在步骤(3)中，在对原有已塌落巷道及周边塌落区进行填充时，填充范围为10m，该方法为填充10m掘进5m，再填充再掘进的方式，保证填充区域比掘进进度大于5m以上。
4.根据权利要求1所述的一种开采遗失煤炭的方法，其特征在于，在步骤(3)中，在对计划掘进巷道进行探水观察时，如果发现有水，则停止掘进，并补充安全防水技术措施后继续掘进，直至完成掘进。
5.根据权利要求1所述的一种开采遗失煤炭的方法，其特征在于，在进行回采的过程中可以根据设计要求及现场情况，对于最后一个巷道不进行填充，
或者
对最后一个巷道进行注浆填充加固。
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