CN114183140B - 一种超前置换区段煤柱的开采充填方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超前置换区段煤柱的开采充填方法，其包括1)在区段煤柱区划分出若干个平行支巷；2)间隔式开采各支巷的煤体，且在开采支巷煤体的同时对已采空的支巷进行充填。本发明超前置换区段煤柱的开采充填方法，在区段煤柱两侧工作面开采之前，对区段煤柱先行采用支巷间隔开采充填，由充填体代替煤体，对煤柱超前置换，实现煤柱全回收。工作面实现了区段之间的无煤柱开采，资源回收率高。区段煤柱开采后，经充填，保障了煤柱的强度和稳定性，不影响之后的工作面开采。且采用煤矸石进行充填，使废弃的煤矸石得到有效利用，能避免煤矸石环境污染的问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿充填开采技术领域，特别涉及一种区段煤柱的开采、一种支巷连采连充的充填开采工艺。
背景技术
工作面区段煤柱是煤炭开采时，为保持回采巷道稳定及通风、防火、防止高瓦斯煤层的瓦斯超限开采、工作面高产高效等，采煤时在采面留下不采的那部分煤体。在我国很多煤炭地区区段煤柱留设尺寸从15到70m不等，造成资源浪费。
同时矿井开采产生的煤矸石等也带来了空气污染、水体污染、占用耕地等一系列问题，需要寻求一种经济合理的方式来处理煤矸石。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种超前置换区段煤柱的开采充填方法，以解决煤矿开采过程中留设煤柱资源浪费的技术问题和对开采出的煤矸石进行处理的技术问题。
本发明一种超前置换区段煤柱的开采充填方法包括以下步骤：
1)在区段煤柱区划分出若干个平行支巷；
2)间隔式开采各支巷的煤体，且在开采支巷煤体的同时对已采空的支巷进行充填。
进一步，所述步骤1)中的支巷沿区段煤柱的倾向布置，所述步骤2)包括：
a)在区段煤柱区前工作面的一侧沿区段煤柱的走向掘进出第一顺槽，在区段煤柱区后工作面的一侧沿区段煤柱的走向掘进出第二顺槽，第一顺槽和第二顺槽的前端通过切眼连通，所述切眼与前工作面的回风顺槽连通；
b)依次开采奇数支巷，且在开采下一条奇数支巷的同时对上一条已开采的奇数支巷进行充填；
c)待奇数支巷开充填完毕后，依次开采偶数支巷，且在开采下一条偶数支巷的同时对上一条已开采的偶数支巷进行充填，直至区段煤柱区域回采和充填完毕。
进一步，在区段煤柱区域开采和充填后，将第一顺槽作为前工作面的运输顺槽，并将第二顺槽作为后工作面的回风顺槽。
进一步，所述步骤1)中的支巷与区段煤柱的走向平行，所述步骤2)包括：
a)沿区段煤柱走向方向间隔掘出两条支巷，直至切眼位置，以切眼联通；
b)掘出若干个连通步骤a)中所述的两条支巷的联络巷，所述联络巷将区段煤柱划分成若干块段；
c)对各块段内的支巷进行间隔式开采，并且在下一次开采过程中同时对上一次采空的支巷进行充填，但不充填最外侧的两条支巷；依次开采及充填各块段直至区段煤柱区域回采和充填完毕。
进一步，对支巷进行充填采用的充填物为煤矸石、粉煤灰、风积沙、黄土、地面工业废弃物和垃圾中的至少一种，对支巷进行充填采用的充填物还包括水泥。
进一步，所述充填物由抛矸机抛入采出后的支巷中，再通过管路将水泥浆喷洒在充填物中，混合凝固后支撑采空区；或者将破碎后的充填物制作成似膏体采用充填泵通过充填管路送入采出后的支巷中，凝固后支撑采空区。
本发明的有益效果：
1、本发明超前置换区段煤柱的开采充填方法，在区段煤柱两侧工作面开采之前，对区段煤柱先行采用支巷间隔开采充填，由充填体代替煤体，对煤柱超前置换，实现煤柱全回收。工作面实现了区段之间的无煤柱开采，资源回收率高。
2、本发明超前置换区段煤柱的开采充填方法，区段煤柱开采充填后，所掘出的第一顺槽和第二顺槽(最外侧两平行支巷)再分别用作充填体两侧工作面的运输顺槽和回风顺槽，本发明超前置换区段煤柱的开采充填方法并不会多掘进巷道。
3、本发明超前置换区段煤柱的开采充填方法，区段煤柱开采后，经充填，保障了煤柱的强度和稳定性，不影响之后的工作面开采。
4、本发明超前置换区段煤柱的开采充填方法，采用煤矸石进行充填，使废弃的煤矸石得到有效利用，能避免煤矸石环境污染的问题。
5、本发明超前置换区段煤柱的开采充填方法，以工作面煤柱留设平均为25m，工作面走向长2000m，煤厚5m进行计算，平均每个工作面多采出煤约35万吨，具有良好的经济效益。
附图说明
图1为超前置换区段煤柱的第一种实施方式示意图。
图2为超前置换区段煤柱的第二种实施方式示意图。
附图标记说明：1-区段煤柱，2-支巷，3-第一顺槽，4-第二顺槽，5-切眼，6-前工作面，7-后工作面，8-采区回风巷，9-采区运输巷，10-采区辅运巷，11-联络巷。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：本实施例超前置换区段煤柱的开采充填方法，其包括以下步骤：
1)在区段煤柱区划分出若干个平行支巷，如图1所示，所述支巷沿区段煤柱的倾向布置，在具体实施中支巷与区段煤柱的走向的夹角优选在在45°-60°。
2)间隔式开采各支巷的煤体，且在开采支巷煤体的同时对已采空的支巷进行充填。具体的，步骤2)包括：
a)在区段煤柱区前工作面的一侧沿区段煤柱的走向掘进出第一顺槽，在区段煤柱区后工作面的一侧沿区段煤柱的走向掘进出第二顺槽，第一顺槽和第二顺槽的前端通过切眼连通，所述切眼与前工作面的回风顺槽连通。
b)依次开采奇数支巷，且在开采下一条奇数支巷的同时对上一条已开采的奇数支巷进行充填；
c)待奇数支巷开充填完毕后，依次开采偶数支巷，且在开采下一条偶数支巷的同时对上一条已开采的偶数支巷进行充填，直至区段煤柱区域回采和充填完毕。
本实施例中，对支巷进行充填的充填物为煤矸石和水泥的混合物，充填过程中采用抛矸机将煤矸石抛入采出后的支巷中，再通过管路将水泥浆喷洒在煤矸石中，混合凝固后支撑采空区。当然对支巷进行充填的充填物还可采用粉煤灰、风积沙、黄土、地面工业废弃物或垃圾等与水泥组成的混合物。
且在不同实施例中，也可以采用充填泵通过充填管路将破碎矸石制作成的似膏体充填到采空区。
在区段煤柱区域开采和充填后，将第一顺槽作为前工作面的运输顺槽，并将第二顺槽作为后工作面的回风顺槽。
实施例二：本实施例超前置换区段煤柱的开采充填方法包括以下步骤：
1)在区段煤柱区划分出若干个平行支巷2，支巷与区段煤柱的走向平行。如图2所示，本实施例中，在区段煤柱区划分出了六个平行支巷。
2)间隔式开采各支巷的煤体，且在开采支巷煤体的同时对已采空的支巷进行充填。具体的，步骤2)包括：
a)沿区段煤柱走向方向间隔掘出两条支巷，直至切眼位置，以切眼联通。
b)掘出若干个连通步骤a)中所述的两条支巷的联络巷11，所述联络巷将区段煤柱划分成若干块段。
c)对各块段内的支巷进行间隔式开采，并且在下一次开采过程中同时对上一次采空的支巷进行充填，但不充填最外侧的两条支巷；依次开采及充填各块段直至区段煤柱区域回采和充填完毕。
本实施例中，具体先掘出第2和第5支巷；再充填第5支巷，掘第4支巷和第6支巷；再充填第2、第4支巷，掘第1支巷和第3支巷；再充填第3支巷；第1和第6支巷不充填，留巷做为前后工作面的顺槽。
本实施例中，对支巷进行充填的充填物为煤矸石和水泥的混合物，充填过程中采用抛矸机将煤矸石抛入采出后的支巷中，再通过管路将水泥浆喷洒在煤矸石中，混合凝固后支撑采空区。当然对支巷进行充填的充填物还可采用粉煤灰、风积沙、黄土、地面工业废弃物或垃圾等与水泥组成的混合物。
且在不同实施例中，也可以采用充填泵通过充填管路将破碎矸石制作成的似膏体充填到采空区。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种超前置换区段煤柱的开采充填方法，其特征在于，在区段煤柱两侧工作面开采之前，对区段煤柱先行采用支巷间隔开采充填，由充填体代替煤体，包括以下步骤：
1）在区段煤柱区划分出若干个平行支巷, 所述支巷与区段煤柱的走向平行;
2）间隔式开采各支巷的煤体，且在开采支巷煤体的同时对已采空的支巷进行充填，包括：
a）沿区段煤柱走向方向间隔掘出两条支巷，直至切眼位置，以切眼联通；
b）掘出若干个连通步骤a）中所述的两条支巷的联络巷，所述联络巷将区段煤柱划分成若干块段；
c）对各块段内的支巷进行间隔式开采，并且在下一次开采过程中同时对上一次采空的支巷进行充填，但不充填最外侧的两条支巷，留巷做为前后工作面的顺槽；依次开采及充填各块段直至区段煤柱区域回采和充填完毕。
2.根据权利要求1所述的超前置换区段煤柱的开采充填方法，其特征在于：对支巷进行充填采用的充填物为煤矸石、粉煤灰、风积沙、黄土、地面工业废弃物和垃圾中的至少一种，对支巷进行充填采用的充填物还包括水泥。
3.根据权利要求2中所述的超前置换区段煤柱的开采充填方法，其特征在于：所述充填物由抛矸机抛入采出后的支巷中，再通过管路将水泥浆喷洒在充填物中，混合凝固后支撑采空区；或者将破碎后的充填物制作成似膏体采用充填泵通过充填管路送入采出后的支巷中，凝固后支撑采空区。
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