CN217681847U - 一种切顶后再充填的煤矿充填系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种切顶后再充填的煤矿充填系统，属于煤矿充填开采领域，其包括采煤工作面，采煤工作面的前端和后端分别设置有支架前端割煤点、支架初采割煤点，支架前端割煤点与支架初采割煤点之间设置有支架后端采空点，支架后端采空点与支架初采割煤点之间设置为采空区，采空区内设置有顶板被切顶后形成的顶板下落区，顶板下落区与支架初采割煤点之间设置有待充填区，顶板下落区设置有充浆孔，充浆孔与待充填区连通；顶板下落区与支架前端割煤点之间设置有综采支架，综采支架的后端设置有注浆管路，注浆管路连通有充填连接管，充填连接管穿过充浆孔后与待充填区连通。本实用新型的有益效果在于：其设备投资小、充填成本低、工作效率高。

Description

一种切顶后再充填的煤矿充填系统

技术领域

本实用新型属于煤矿充填开采领域，具体涉及一种切顶后再充填的煤矿充填系统。

背景技术

随着煤矿开采年限的不断增大，许多矿井的煤炭资源越来越少，尤其是九十年代以前建成的煤矿，剩余煤炭资源主要为三下压覆的保护煤柱等有限资源。这部分资源需通过充填开采技术才能进行科学和安全的开采。目前现有的各种充填开采工艺包括综采架后泵送充填、综采架后原矸充填等多种技术，但其基本都存在设备投资大、充填成本相对较高、采煤和充填不能平行作业的弊端，严重制约了充填工作开采的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有煤矿充填系统所存在设备投资大、充填成本高、工作效率低等缺陷，提出并设计一种切顶后再充填的煤矿充填系统，先对采空区进行切顶，并利用切顶后所下落的矸石进行充填；再对切顶后形成的封闭空间进行膏体充填，从而降低煤矿充填系统的成本和实现采煤工作面的高效充填。

为了实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种切顶后再充填的煤矿充填系统，其包括采煤工作面，所述采煤工作面的前端设置有支架前端割煤点，所述采煤工作面的后端设置有支架初采割煤点，所述支架前端割煤点与支架初采割煤点之间设置有支架后端采空点，所述支架后端采空点与支架初采割煤点之间的区域设置为采空区，所述采空区的顶板被切顶，且所述采空区内设置有顶板被切顶后形成的顶板下落区，所述顶板下落区与支架初采割煤点之间设置有待充填区，所述顶板下落区设置有充浆孔，所述充浆孔与待充填区连通；所述顶板下落区与支架前端割煤点之间设置有综采支架，所述综采支架的后端设置有注浆管路，所述注浆管路连通有充填连接管，所述充填连接管穿过充浆孔后与待充填区连通。这样在采用本实用新型所提供的煤矿充填系统对采空区进行充填时，其可先对采空区进行切顶，并利用切顶后所下落的矸石对采空区进行部分充填；再对切顶后形成的封闭空间进行膏体充填，从而有效降低煤矿充填系统的成本和实现采煤工作面的高效充填。

进一步地，所述支架后端采空点与支架初采割煤点之间的距离小于采煤工作面初次来压的步距，避免发生采空区内发生冒顶事故。

更进一步地，所述支架后端采空点与支架初采割煤点之间的距离比采煤工作面初次来压的步距少五米，此时采空区的顶板处于还没有冒落，但即将要冒落的状态。

进一步地，所述顶板下落区由采空区的顶板按采煤工作面的长度方向进行切顶后形成，而且所述切顶可采用打眼放炮或者锯片切割等多种方式。

进一步地，所述充浆孔位于顶板下落区的下部，而且此时充填连接管能够最大程度地对待充填区的下部区域进行充填。

进一步地，所述采煤工作面为大倾角采煤工作面，这样注浆管路内的充填浆体可在自重和倾角的作用下形成自溜充填。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型可在采煤工作面原有的综采设备的基础上实现高效充填开采，不需要安装专用的综采充填支架，大大降低了充填系统和开采系统的设备成本；

(2)由于本实用新型中的采空区可采用先进行切顶后进行充填的方式，其大大降低了顶板的来压，保证了整个煤矿的安全生产；另外，其还适合于留巷开采，并有利于提高留巷的质量；

(3)本实用新型中由采煤工作面切顶后形成的待充填空间，可利用采煤工作面所形成的煤层倾角，实现膏体的泵送或者自溜充填，从而有利于实现采煤工作面后部采空区的充实率的提高；

(4)本实用新型可实现采煤和充填两种工艺的平行作业，从而大大提高充填开采效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为采煤工作面的结构示意图。

图2为本实用新型具体实施方式的结构示意图。

图中：1、支架初采割煤点，2、支架后端采空点，3、支架前端割煤点，4、综采支架，5、注浆管路，6、充填连接管，7、煤层，8、煤柱，9、顶板，10、顶板下落区，11、待充填区，12、底板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图2所示，本实用新型提供了一种切顶后再充填的煤矿充填系统，其包括采煤工作面，而且所述采煤工作面优选为大倾角采煤工作面。所述采煤工作面的前端设置有支架前端割煤点3，所述采煤工作面的后端设置有支架初采割煤点1，所述支架前端割煤点3与支架初采割煤点1之间设置有支架后端采空点2，而且所述支架后端采空点2与支架初采割煤点1之间的距离比采煤工作面初次来压的步距少五米左右。

所述支架后端采空点2与支架初采割煤点1之间的区域设置为采空区，所述采空区的顶板9被切顶，而且所述采空区内设置有顶板9被切顶后形成的顶板下落区10，所述顶板下落区10与支架初采割煤点1之间设置有待充填区，所述顶板下落区10的下部设置有充浆孔，而且所述充浆孔与待充填区连通。所述顶板下落区10与支架前端割煤点3之间设置有综采支架4，所述综采支架4的后端设置有注浆管路5，所述注浆管路5连通有充填连接管6，所述充填连接管6穿过充浆孔后与待充填区11连通。

这样基于本实用新型所提供的切顶后再充填的煤矿充填系统对采煤工作面的采矿区进行充填时，其主要包括以下步骤：

步骤一，在实施采煤的过程中，先从支架初采割煤点1开始进行割煤，当携带有注浆管路5的综采支架4到达支架前端割煤点3的位置时，支架后端采空点2和支架初采割煤点1的之间形成了具有一定距离的采空区；

步骤二，此时开始在支架后端采空点2的位置按采煤工作面长度的方向进行切顶，而且切顶可采用打眼放炮或者锯片切割等多种方式；

步骤三，当实施了切顶的工艺后，此时整个采空区的顶板9开始下落到图二中所示的位置，并形成顶板下落区10和相对封闭的待充填区11；

步骤四，此时在顶板下落区10的下部用钻机打充浆孔，待打孔完成后，在充浆孔上安装充填连接管6，并将充填连接管6与注浆管路5连通；

步骤五，通过综采支架4上所携带的注浆管路5将充填浆体注入充填连接管6内，再通过充填连接管6将充填浆体注入待充填区11内；

步骤六，待上述充填过程完成后，接下来重复以上的步骤一至步骤五，直至完成对整个采煤工作面的充填。

其中，在步骤一中，所述支架后端采空点2的位置根据实际开采煤层初次来压的步距(20-50米)确定；并使所述支架后端采空点2与支架初采割煤点1之间的距离要比采煤工作面初次来压的步距小5米左右，也就是说，要使采空区的顶板9处于还没有冒落，但即将要冒落的状态。在步骤五中，当所述采煤工作面为大倾角工作面时，所述充填浆体可在自重和倾角的作用下形成自溜充填，或者通过泵送的方式实现对采空区内待充填区11的充填。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种切顶后再充填的煤矿充填系统，其特征在于，包括采煤工作面，所述采煤工作面的前端设置有支架前端割煤点，所述采煤工作面的后端设置有支架初采割煤点，所述支架前端割煤点与支架初采割煤点之间设置有支架后端采空点，所述支架后端采空点与支架初采割煤点之间的区域设置为采空区，所述采空区的顶板被切顶，且所述采空区内设置有顶板被切顶后形成的顶板下落区，所述顶板下落区与支架初采割煤点之间设置有待充填区，所述顶板下落区设置有充浆孔，所述充浆孔与待充填区连通；所述顶板下落区与支架前端割煤点之间设置有综采支架，所述综采支架的后端设置有注浆管路，所述注浆管路连通有充填连接管，所述充填连接管穿过充浆孔后与待充填区连通。

2.根据权利要求1所述的切顶后再充填的煤矿充填系统，其特征在于，所述支架后端采空点与支架初采割煤点之间的距离小于采煤工作面初次来压的步距。

3.根据权利要求2所述的切顶后再充填的煤矿充填系统，其特征在于，所述支架后端采空点与支架初采割煤点之间的距离比采煤工作面初次来压的步距少五米。

4.根据权利要求1或2或3所述的切顶后再充填的煤矿充填系统，其特征在于，所述顶板下落区由采空区的顶板按采煤工作面的长度方向进行切顶后形成。

5.根据权利要求1或2或3所述的切顶后再充填的煤矿充填系统，其特征在于，所述充浆孔位于顶板下落区的下部。

6.根据权利要求1或2或3所述的切顶后再充填的煤矿充填系统，其特征在于，所述采煤工作面为大倾角采煤工作面。

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