CN112664193A - 一种高压输电线路下的采煤方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压输电线路下的采煤方法，采煤方法是以两个或两个以上线路档距为一个工段，以开采一个工段封填一工段的模式交替作业，具体步骤是：1，围绕高压电塔打一次注浆孔并灌注水泥浆；2，在线路下方煤层中开掘出采煤上下巷以及正反向掘进工作面；3，在正反向掘进工作面上轮流进行采充作业，每掘进2.5~3m实施膏体充填一次，处于同一线路档距内的正反工作面之间留5米以上的保护煤柱；4，使用膏体封填采掘完毕工段内的上下巷及掘进工作面；5，打二次注浆孔并灌注黏土或沙浆，充实煤层顶板与充填膏体间的缝隙；6，重复1~5步，进行下一工段作业。本发明实现高压输电线路下的安全采煤，可置换出更多的宝贵资源。

Description

一种高压输电线路下的采煤方法
技术领域
本发明涉及一种高压输电线路下的采煤方法。
背景技术
我国东部地区经济发达,高压输电线路密集,大量煤炭资源滞压地下。为保证电网运行安全，国家对高压输电线路下采煤制定有很严格的管控标准，包括：位于采动影响区架空线路的主要设施包括塔杆的倾斜度不得超过15‰，横担歪斜度不超过10‰；导线、避雷线的驰度误差不得超过5℅；直线塔杆绝缘子串顺线路方向偏斜不得超过15℅等。采动影响区地表的倾斜和水平移动是引起输电线路变形的主要因素,为达到上述开采控制标准，不但需要防止开采过程中井下采空区上下围岩垂直方向上的塌陷，还要防止采空区上下围岩水平方向上的错动。现有的技术中还没有在高压输电线路下成熟的开采防控方案，大量宝贵的煤炭资源无法得到利用。
发明内容
本发明的目的是提出一种高压输电线路下的采煤方法，安全采掘高压输电线路下的煤炭资源。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种高压输电线路下的采煤方法，所述采煤方法是以两个或两个以上线路档距为一个工段，以开采一个工段封填一工段的模式交替作业，具体步骤是：
第一步，围绕每个高压电塔打内外两圈一次注浆孔5并灌注水泥浆,构筑高压电塔基座保护隔离墙，所述保护隔离墙由地面深入地下并贯穿煤层顶板和底板；
第二步，在线路下方煤层的左右两侧分别开掘出采煤上下巷；在高压电塔下方煤层的前后两侧分别开切眼联通上下巷，形成正向掘进工作面1、3，反向掘进工作面2、4；
第三步，在正向掘进工作面1、3和反向掘进工作面2、4上使用采充一体的膏体充填液压支架轮流进行采充作业，每掘进2.5~3m实施膏体充填一次，处于同一线路档距内的正反工作面之间留5米以上的保护煤柱；
第四步，封填采掘完毕工段内的上下巷及掘进工作面，所述封填是膏体充填，充填材料与第三步相同；
第五步，由地面向充填膏体顶面打二次注浆孔并灌注黏土或沙浆，充实煤层顶板与充填膏体间的缝隙。
第六步，重复1~5步，进行下一工段作业。
方案进一步是，所述一次注浆孔的孔距不超过5m，内外圈孔位交错分布。
方案进一步是，所述采煤上下巷和正反掘进工作面均设置在电塔基座保护隔离墙之外的煤层中。
方案进一步是，所述充填膏体由煤矸石、粉煤灰、325水泥构成，膏体脱模时间为6小时，凝固后的膏体抗压强度大于3MPa。
方案进一步是，所述膏体内部设有均布的水平拉筋，布设间距为500mm。
方案进一步是，所述水平拉筋是8号铁丝。
方案进一步是，所述的二次注浆孔孔距为10米。
方案进一步是，两个工段的充填体之间设置有多根连接锚索。
本发明的有益效果是：
1.通过构筑高压电塔基座保护隔离墙，使电塔基座自上而下得到全位隔离保护。同时，电塔基座隔离墙内的永久压煤量比设置传统保护煤柱的压煤量要小，能置换出更多的煤炭。
2.使用采充一体化的液压支架，实现了前部采煤，后部充填，减少了工序，节省了工作准备时间。
3.通过合理设置的巷道及工作面，使采空区的充填体形成结构稳定的整体，不但抗压而且抗剪，有效稳固采空区上下岩层。
4.通过二次注浆进一步增加充实率，稳定采空区顶板结构。
下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。
附图说明
图1是本发明原理示意图
图2是本发明中采充一体的膏体充填液压支架结构示意图。
具体实施方式
一种高压输电线路下的采煤方法，见图1所示，本采煤方法是以两个或两个以上线路档距为一个工段，以开采一个工段封填一工段的模式交替作业。图1展示的是一个线路档距和其前后半个线路档距开采示意图。具体操作步骤是：
第一步，围绕每个高压电塔打内外两圈一次注浆孔5并灌注水泥浆,构筑高压电塔基座保护隔离墙。一次注浆孔的孔距不超过5m，内外圈孔位交错分布。保护隔离墙到电塔基座距离在15~20m之间，保护隔离墙由地面深入地下并贯穿煤层顶板和底板，使电塔基座自上而下得到全方位隔离保护。
第二步，在线路下方煤层的左右两侧分别开掘出采煤上下巷。在高压电塔下方煤层的前后两侧分别开切眼联通上下巷，形成正向掘进工作面1、3，反向掘进工作面2、4。采煤上下巷和正反掘进工作面均设置在电塔基座保护隔离墙之外的煤层中，相距煤层中保护隔离墙墙体距离不小于3m。
第三步，在正向掘进工作面1、3和反向掘进工作面2、4上使用采充一体的膏体充填液压支架轮流进行采充作业，采充一体的膏体充填液压支架，前部为采煤掘进面，后部为膏体充填区。每掘进2.5~3m，采充一体的膏体充填液压支架停止向前掘进，位于支架尾部的上隔离板7向下翻转，搭接在下隔离板8之上。掩护板6由传动油缸带动向上，支撑采空区顶板。采空区两侧设置膏体封闭端面，两个封闭端面上都设有均布的固定连接点， 8号铁丝作为充填膏体内部的水平拉筋连接于两个端面的固定连接点之间，拉筋布设间距为垂直方向和水平方向都是每隔500mm布设一根。多个支架的上下隔离板首尾相连，上下隔离板和采空区两侧的膏体封闭端面将采空区围出一个封闭空间。充填膏体由煤矸石、粉煤灰、325水泥构成，本实施例中使用的膏体填充材料的重量份为： 325水泥155到165份；粉煤灰115到125份；煤矸石1100到1200份；水400到500份。通过管道泵送膏体充满充填区。膏体脱模时间为6小时，凝固后的膏体抗压强度大于3MPa。处于同一线路档距内的正反工作面对向掘进，两掘进工作面之间最终留有5米以上的保护煤柱不开采；
第四步，本工段采掘结束后，在上下巷分别设封闭端头，泵送膏体充填料封填采掘完毕工段内的上下巷及掘进工作面，充填材料与第三步相同。上下巷内部的水平拉筋锚点设置在前后两个端头之上，掘进工作面上的水平拉筋锚点设置在掘进工作面两侧的岩壁上。
第五步，由地面向充填膏体顶面打二次注浆孔并灌注黏土或沙浆，充实煤层顶板与充填膏体间的缝隙，二次注浆孔孔距为10~15m。
第六步，待本工段充填膏体拆模后，在旧充填体端面上设置多根连接锚索，使下一工段充填体与现工段充填体可以连接为一体。
本发明通过巷道和工作面的合理设置，采充结合，最终用稳固的膏体充填结构代替煤炭支撑采空区上下岩层，既释放了产能又保护了地面高压输电线路。

Claims (8)

1.一种高压输电线路下的采煤方法，其特征在于，所述采煤方法是以两个或两个以上线路档距为一个工段，以开采一个工段封填一工段的模式交替作业，具体步骤是：
第一步，围绕每个高压电塔打内外两圈一次注浆孔（5）并灌注水泥浆,构筑高压电塔基座保护隔离墙，所述保护隔离墙由地面深入地下并贯穿煤层顶板和底板；
第二步，在线路下方煤层的左右两侧分别开掘出采煤上下巷；在高压电塔下方煤层的前后两侧分别开切眼联通上下巷，形成正向掘进工作面（1）、（3），反向掘进工作面（2）、（4）；
第三步，在正向掘进工作面（1）、（3）和反向掘进工作面（2）、（4）上使用采充一体的膏体充填液压支架轮流进行采充作业，每掘进2.5~3m实施膏体充填一次，处于同一线路档距内的正反工作面之间留5米以上的保护煤柱；
第四步，封填采掘完毕工段内的上下巷及掘进工作面，所述封填是膏体充填，充填材料与第三步相同；
第五步，由地面向充填膏体顶面打二次注浆孔并灌注黏土或沙浆，充实煤层顶板与充填膏体间的缝隙。
第六步，重复1~5步，进行下一工段作业。
2.根据权利要求1所述的一种高压输电线路下的采煤方法，其特征在于，所述一次注浆孔的孔距不超过5m，内外圈孔位交错分布。
3.根据权利要求1所述的一种高压输电线路下的采煤方法，其特征在于，所述采煤上下巷和正反掘进工作面均设置在电塔基座保护隔离墙之外的煤层中。
4.根据权利要求1所述的一种高压输电线路下的采煤方法，其特征在于，所述充填膏体由煤矸石、粉煤灰、325水泥构成，膏体脱模时间为6小时，凝固后的膏体抗压强度大于3MPa。
5.根据权利要求1所述的一种高压输电线路下的采煤方法，其特征在于，所述膏体内部设有均布的水平拉筋，布设间距为500mm。
6.根据权利要求5所述的一种高压输电线路下的采煤方法，其特征在于，所述水平拉筋是8号铁丝。
7.根据权利要求1所述的一种高压输电线路下的采煤方法，其特征在于，所述的二次注浆孔孔距为10米。
8.根据权利要求1所述的一种高压输电线路下的采煤方法，其特征在于，两个工段的充填体之间设置有多根连接锚索。
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