CN113339053B - 一种煤矿综放开采充填工艺 - Google Patents

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Abstract

一种煤矿综放开采充填工艺，涉及煤矿开采充填技术领域，包括包括以下步骤：沿工作面顺槽预铺充填管路，所述充填管路的尾段由出料管连接而成，所述出料管的管身上每隔1‑3m开有出料口；所述出料管进入采空区且末端滞后采煤工作面40‑60m时停止开采并通过充填管路对采空区进行充填；充填完成后将出料管从充填管路上拆除，随着采煤工作面的推进将充填管路上末尾的管件顺着工作面推进的方向依次换成出料管；充填管路末尾的出料管末端滞后采煤工作面40‑60m时停止开采并通过充填管路对采空区进行充填；重复上述步骤，直至完成采空区充填，这种煤矿综放开采充填工艺，施工相对较为简单，运行成本相对较低，便于解决矿区固废无法内部消化的问题。

Description

一种煤矿综放开采充填工艺
技术领域：
本发明涉及煤矿开采充填技术领域，尤其涉及一种煤矿综放开采充填工艺。
背景技术：
煤矸石、粉煤灰是矿区生产的主要固废，我国每年煤矸石产量近2亿吨，粉煤灰产量近6亿吨。煤矸石现有的处理方式主要为露天堆存和沟壑掩埋，占压土地资源，严重破坏生态环境。因此，煤矿矸石综合处置亟需合理有效的技术手段。
传统的充填开采技术包括综合机械化固体充填、膏体充填和短壁巷式充填，经过数十年的发展，该技术已在多个矿区成功应用，技术已经相对成熟。但是，传统充填开采工艺复杂、投入较大，隔离时间长，产能较低，开采成本也随之增高。另因现阶段煤价低位运行，充填开采产出煤炭利润空间进一步压缩，一些开采难度较大的矿井甚至出现成本倒挂现象，多因叠加，导致推行充填开采技术关注热度不足，很大程度限制了整个充填开采市场的快速发展。
发明内容：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种煤矿综放开采充填工艺，施工相对较为简单，运行成本相对较低，便于解决矿区固废无法内部消化的问题。
本发明是通过下述技术方案来实现的：
一种煤矿综放开采充填工艺，其特征是，包括以下步骤：
步骤1，沿工作面顺槽预铺充填管路，所述充填管路的尾段由出料管连接而成，所述出料管的管身上每隔1-3m开有出料口，连接后的出料管总长40-60m；
步骤2，所述出料管进入采空区且末端滞后采煤工作面40-60m时停止开采并通过充填管路对采空区进行充填；
步骤3，充填完成后将出料管从充填管路上拆除，继续采煤作业并随着采煤工作面的推进将充填管路上末尾的管件顺着工作面推进的方向依次换成出料管，直至充填管路上末尾40-60m段全部替换为出料管；
步骤4，充填管路末尾的出料管进入采空区且末端滞后采煤工作面40-60m时停止开采并通过充填管路对采空区进行充填；
步骤5，重复进行步骤3和步骤4，直至完成采空区的整体充填。
在本发明的另一个方面中，所述充填管路连接有充填系统，所述充填系统将矿区固废进行加工破碎形成粒度在10mm以下的固废颗粒，再以固废颗粒为原料制成膏体或浆体，最后将膏体或浆体经充填管路输送到井下采空区。
在本发明的另一个方面中，所述充填系统建设在地面或井下。
在本发明的另一个方面中，所述膏体为煤矸石膏体、粉煤灰膏体、炉渣膏体、炉渣粉煤灰膏体、煤矸石粉煤灰膏体中的一种或多种，膏体的选用根据矿区固废的产量确定。
在本发明的另一个方面中，开采过程依次包括以下步骤：采煤机向机头(或机尾)割三角煤、采煤机反向空驶开始割第一刀煤、移架、推前部刮板运输机、放煤、拉后部刮板运输机、采煤机由机尾或机头斜切进刀、移架、推溜、放煤、拉后部刮板运输机。
在本发明的另一个方面中，步骤1中，所述出料管的管身上每隔2m开有出料口，连接后的出料管总长48m。
本发明的有益效果是：这种煤矿综放开采充填工艺形成了开采、充填的循环，能够对采空区进行有效充填，简单有效、易于操作，成本相对较低。在本发明的一个方面中，能够利用矿区固废，便于解决矿区固废无法内部消化的问题。
附图说明：
图1为本发明实施例中充填示意图。
附图中：1、地面充填站，2、充填立管，3、充填管路，4、工作面顺槽，5、采煤工作面，6、排水管，7、切换阀，8、沉淀池，9、本次充填区域，10、上次充填区域，11、早期充填区域。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例对本发明的实施方式做进一步说明：
在对本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种煤矿综放开采充填工艺，包括以下步骤：
步骤1：根据采动覆岩破碎区形成机理，确定综放开采充填方案设计；
步骤2：建设膏体(浆体)充填系统；
步骤3：根据综放开采充填方案设计进行充填开采；
步骤1中，所述内容包括以下步骤：
步骤1.1：根据采动覆岩破碎区形成机理，确定设计充填区域矸石量充填量；
步骤1.2：核验矸石产量与矸石充填量是否达到平衡；
步骤1.3：进行精准制浆方案、管道输送方案、充填装备全流程控制方案设计，完成综放开采膏体充填开采方案设计。
步骤2中，所述膏体(浆体)充填系统为膏体(浆体)的生产系统；
所述生产系统的生产步骤包括将矿区固废进行加工破碎形成粒度在10mm以下的颗粒，然后对固废进行配比，再在固废中加入外加剂和水搅拌形成膏体(浆体)，最后将膏体(浆体)经高压管道输送到井下采空区。
进一步地，步骤3中，所述开采包括以下步骤：
采煤机向机头(或机尾)割三角煤→采煤机反向空驶开始割第一刀煤→移架→推前部刮板运输机→放煤→拉后部刮板运输机→采煤机由机尾(或机头)斜切进刀→移架→推溜→放煤→拉后部刮板运输机，完成整个采煤工艺流程。
所述充填包括以下步骤：
步骤3.1，沿工作面顺槽预铺充填管路，所述充填管路的尾段由出料管连接而成，所述出料管的管身上每隔1-3m开有出料口，连接后的出料管总长40-60m；
步骤3.2，所述出料管进入采空区且末端滞后采煤工作面40-60m时停止开采并通过充填管路对采空区进行充填；
步骤3.3，充填完成后将出料管从充填管路上拆除，继续采煤作业并随着采煤工作面的推进将充填管路上末尾的管件顺着工作面推进的方向依次换成出料管，直至充填管路上末尾40-60m段全部替换为出料管；
步骤3.4，充填管路末尾的出料管进入采空区且末端滞后采煤工作面40-60m时停止开采并通过充填管路对采空区进行充填；
步骤3.5，重复进行步骤3和步骤4，直至完成采空区的整体充填。
所述充填管路连接有充填系统，所述充填系统将矿区固废进行加工破碎形成粒度在10mm以下的固废颗粒，再以固废颗粒为原料制成膏体或浆体，最后将膏体或浆体由充填泵加压经充填管路输送到井下采空区。所述充填系统建设在地面或井下。所述膏体为煤矸石膏体、粉煤灰膏体、炉渣膏体、炉渣粉煤灰膏体、煤矸石粉煤灰膏体中的一种或多种，膏体的选用根据矿区固废的产量确定。
本实施例中，所述出料管的管身上每隔2m开有出料口，连接后的出料管总长48m。
这种煤矿综放开采充填工艺形成了开采、充填的循环，能够在回采过程中对采空区进行有效充填，简单而有效、易于操作，运行成本相对较低，能够利用矿区固废，便于解决矿区固废无法内部消化的问题。这种煤矿综放开采充填工艺形成了低干扰条件下采充平行的充填技术体系，解决了充填开采效率低的难题。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种煤矿综放开采充填工艺，其特征是，包括以下步骤：
步骤1，沿工作面顺槽预铺充填管路，所述充填管路的尾段由出料管连接而成，所述出料管的管身上每隔1-3m开有出料口，连接后的出料管总长40-60m；
步骤2，所述出料管进入采空区且末端滞后采煤工作面40-60m时停止开采并通过充填管路对采空区进行充填；
步骤3，充填完成后将出料管从充填管路上拆除，继续采煤作业并随着采煤工作面的推进将充填管路上末尾的管件顺着工作面推进的方向依次换成出料管，直至充填管路上末尾40-60m段全部替换为出料管；
步骤4，充填管路末尾的出料管进入采空区且末端滞后采煤工作面40-60m时停止开采并通过充填管路对采空区进行充填；
步骤5，重复进行步骤3和步骤4，直至完成采空区的整体充填。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿综放开采充填工艺，其特征在于，所述充填管路连接有充填系统，所述充填系统将矿区固废进行加工破碎形成粒度在10mm以下的固废颗粒，再以固废颗粒为原料制成膏体或浆体，最后将膏体或浆体经充填管路输送到井下采空区。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿综放开采充填工艺，其特征在于，所述充填系统建设在地面或井下。
4.根据权利要求2所述的一种煤矿综放开采充填工艺，其特征在于，所述膏体为煤矸石膏体、粉煤灰膏体、炉渣膏体、炉渣粉煤灰膏体、煤矸石粉煤灰膏体中的一种或多种，膏体的选用根据矿区固废的产量确定。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿综放开采充填工艺，其特征在于，开采过程依次包括以下步骤：采煤机向机头割三角煤、采煤机反向空驶开始割第一刀煤、移架、推前部刮板运输机、放煤、拉后部刮板运输机、采煤机由机尾斜切进刀、移架、推溜、放煤、拉后部刮板运输机。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿综放开采充填工艺，其特征在于，步骤1中，所述出料管的管身上每隔2m开有出料口，连接后的出料管总长48m。
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