WO2014090108A1 - 一种预掘两巷前进式固体充填采煤方法 - Google Patents

一种预掘两巷前进式固体充填采煤方法 Download PDF

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Abstract

一种预掘两巷前进式固体充填采煤方法,回采巷道采用预掘巷作为进回风巷道、采用沿空留巷巷道作为充填物料与煤炭的运输巷道的布置方式;煤炭回采与采空区回填采用综合机械化固体充填采煤工艺;以充填采煤工作面背向采区运煤上山方向推进开采顺序的采煤方法。预掘巷在工作面回采之前掘进形成,随工作面向前充填采煤推进作业的同时,利用优化设计的巷旁充填体形成沿空留巷巷道。本采煤方法工艺简单,技术上完全实现了无煤柱开采,煤炭资源回采率高,不仅有效解决了资源紧缺矿井实施充填开采过程中后退式布置俯采仰充工作面无法保障充填效果的技术难题,而且通过前进式布置仰采俯充工作面,使受地质条件限制的矿井实施综合机械化固体充填开采成为现实。

Description

一种预掘两巷前进式固体充填采煤方法
技术领域
本发明涉及煤矿一种预掘两巷前进式固体充填采煤方法,尤其适用于综合机械化固体 充填开采近水平中厚煤层的无煤柱沿空留巷工作面。
背景技术
综合机械化固体物料充填采煤技术是充填开采技术的一项革命性技术,该技术自其研 发以来, 已在我国平顶山 (村庄下)、 济宁 (密集村庄群下)、 充州 (大型河堤下)、 皖北 (四含水体下)、开滦(铁路网下)等 10多个矿区 20多个工作面进行广泛的工业性推广, 该技术在提高煤炭资源回收率; 利用矿区固体物料以及保护矿区建 (构) 筑物、 土地、 水体和生态环境等方面具有突出的技术优势, 成为解放"三下"压煤及其它呆滞煤炭资源 的首选技术。 由于该技术是通过固体物料密实充填采空区来控制采场上覆岩层的移动, 从而控制矿压显现及地表沉陷, 所以, 采空区密实充填效果是该技术成功实施的关键。 但由于固体充填采煤设备及充填技术本身工艺的限制, 充填技术对煤层的倾角变化适应 性具有一定局限性, 而且要求固体充填采煤工作面尽量仰采俯充(仰斜采煤, 俯斜充填) 布置, 所以在特定的地质条件下, 应用充填技术遇到挑战。 通常情况下, 综合机械化采 煤工作面后退式布置, 沿区段边界向运输上山 (或轨道上山) 的方向推进, 但是若该走 向上煤层倾角变化比较大, 即需要俯采仰充 (俯斜采煤, 仰斜充填) 布置充填采煤工作 面时, 充填技术的应用效果则无法保证。
发明内容
技术问题: 本发明的目的是针对已有技术中的不足之处, 提供一种操作简单、 煤炭 资源回收率高以及充填效果易于控制的预掘两巷前进式固体充填采煤方法。
技术方案: 本发明的预掘两巷前进式固体充填采煤方法, 包括如下步骤:
a. 从运煤上山开切口, 并在煤体内从上山至区段边界方向掘进形成预掘运输巷; b. 从轨道上山开切口, 并在煤体内从上山至区段边界方向掘进形成预掘轨道巷; c 从预掘运输巷或预掘轨道巷开切口, 形成联络巷, 贯通预掘运输巷与预掘轨道巷; d. 预留保护煤柱, 自保护煤柱边界处开切眼, 并在切眼内布置由采煤机、刮板输送 机、 充填采煤液压支架、 多孔底卸式输送机、 升降平台构成的工作面充填采煤设备; e. 在预掘运输巷布置由破碎机、运煤转载机、运煤带式输送机构成的巷内采煤设备; f. 在预掘轨道巷中布置由自移式转载输送机、运矸带式输送机构成的巷内充填设备; g . 从上山至区段边界方向前进式推进充填采煤工作面, 实施一个步距采煤、充填作 业,
h. 随着工作面的采煤充填作业, 在预掘运输巷和预掘轨道巷内构筑巷旁充填体, 完 成一个步距沿空留巷作业;
i. 重复步骤§、 h, 继续下一个步距的采煤、 充填、 沿空留巷渐进循环作业, 直至完 成一个工作面的采煤、 充填、 沿空留巷作业。
有益效果: 本发明有效解决了资源紧缺矿井实施充填开采过程中后退式布置俯采仰 充工作面无法保障充填效果的技术难题; 采用双巷沿空留巷技术, 完全实现了无煤柱开 采, 提高了煤炭资源回收率; 通过前进式布置仰采俯充工作面, 使受地质条件限制的矿 井实施综合机械化固体充填开采成为现实。 本发明由于采用固体物料充填采空区, 有效 地限制了采场上覆岩层的活动范围, 有效控制了矿压显现与地表沉陷, 保障了地面建构 筑物的安全使用, 在解放 "三下 "压煤方面凸现出了独特的技术优势。
附图说明
图 1 是本发明的工艺流程状态图 I;
图 2 是本发明的工艺流程状态图 II;
图 3 是本发明的工作面布置图。
图中: 1-运输上山, 2-轨道上山, 3-预掘运输巷, 4-预掘轨道巷, 5-留巷运输巷, 6- 留巷轨道巷, 7-切眼, 8-保护煤柱, 9-巷旁充填体, 10-采空区充填体, 11-多孔底卸式输 送机, 12-运煤带式输送机, 13-运矸带式输送机, 14-充填采煤液压支架, 15-自移式转载 输送机, 16-采煤机, 17-夯实机构, 18-前部刮板输送机, 19-卸料口, 20-充填采煤液压支 架后顶梁, 21-联络巷, 22-保护煤柱边界, 23-升降平台, 24-破碎机, 25-运煤转载输送机。 具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施作进一步的描述:
本发明的预掘两巷前进式固体充填采煤方法:首先从运煤上山 1开切口,并在煤体内 自上山至区段边界方向掘进以形成预掘运输巷 3;从轨道上山 2开切口,并在煤体内自上 山至区段边界方向掘进形成预掘轨道巷 4; 当两预掘巷道掘进至区段边界时, 停止掘进; 然后从预掘运输巷 3或预掘轨道巷 4开切口, 形成联络巷 21, 以贯通预掘运输巷 3与预 掘轨道巷 4; 预掘运输巷 3进风, 预掘轨道巷 4回风, 以形成初始的通风系统;
预留保护煤柱 8, 自上山保护煤柱边界 22处开切眼 7, 同样贯通预掘运输巷 3与预掘 轨道巷 4, 形成充填采煤工作面的通风系统; 并在切眼 7内布置采煤机 16、 刮板输送机 18、 充填采煤液压支架 14、 多孔底卸式输送机 11、 升降平台 23工作面关键充填采煤设 备; 在预掘运输巷 3内布置破碎机 24、 运煤转载机 25、 运煤带式输送机 12巷内关键采 煤设备;在预掘轨道巷 4中布置自移式转载输送机 15、运矸带式输送机 13巷内关键充填 设备; 设备安装完毕后, 开始前进式推进充填采煤工作面, 实施采煤、 充填、 沿空留巷 渐进循环作业, 完成仰采俯充工艺流程;
采煤、 充填、 沿空留巷渐进循环作业的具体步骤: 按照正规循环, 首先启动采煤机 16, 进行正常进尺 (截深 0.6m) 割煤, 然后依次前移充填采煤液压支架 14、 刮板输送机 18及留巷运输巷 5内的运输设备, 完成采煤工序; 然后依次启动悬挂在充填采煤液压支 架后顶梁 20下的多孔底卸式输送机 11、 自移式转载机 15、 运矸带式输送机 13及留巷轨 道巷 6 内的运输设备进行固体物料 (矸石、 粉煤灰等) 的输送; 启动充填采煤液压支架 14上的夯实机构 17, 对多孔底卸式输送机卸料口 19卸下的固体物料进行夯实接顶, 完 成采空区充填体 10的充填工序; 随着工作面的采煤充填作业, 在两巷内通过人工垒砌矸 石袋或者浇筑混凝土等形式构筑巷旁充填体 9,分别形成新的留巷运输巷 5与留巷轨道巷 6, 以完成该步距内的沿空留巷工序; 然后再下一个步距里依次重复以上采煤工序、 充填 工序以及沿空留巷工序的步骤, 以循环完成采煤、 充填、 沿空留巷渐进循环作业; 充填 采煤工作面不断仰采俯充, 前进式推进至区段边界, 完成本区段的煤炭回采工作, 然后 接替至下一个工作面。

Claims

权利要求书
1.一种预掘两巷前进式固体充填采煤方法, 其特征在于包括如下步骤:
a.从运煤上山 (1) 开切口, 并在煤体内从上山至区段边界方向掘进形成预掘运输巷
(3);
b.从轨道上山 (2) 开切口, 并在煤体内从上山至区段边界方向掘进形成预掘轨道巷
(4);
c.从预掘运输巷 (3) 或预掘轨道巷 (4) 开切口, 形成联络巷 (21), 贯通预掘运输巷 (3) 与预掘轨道巷 (4);
d. 预留保护煤柱 (8), 自保护煤柱边界 (22) 处开切眼 (7), 并在切眼 (7) 内布置由 采煤机 (16)、 刮板输送机 (18)、 充填采煤液压支架 (14)、 多孔底卸式输送机 (11)、 升 降平台 (23) 构成的工作面充填采煤设备;
e.在预掘运输巷 (3) 布置由破碎机 (24)、 运煤转载机 (25)、 运煤带式输送机 (12) 构成的巷内采煤设备;
f.在预掘轨道巷 (4) 中布置由自移式转载输送机 (15)、 运矸带式输送机 (13) 构成 的巷内充填设备;
g. 从上山至区段边界方向前进式推进充填采煤工作面, 实施一个步距采煤、 充填作 业,
h.随着工作面的采煤充填作业, 在预掘运输巷 (3) 和预掘轨道巷 (4) 内构筑巷旁充 填体 (9), 完成一个步距沿空留巷作业;
i. 重复步骤 g、 h, 继续下一个步距的采煤、 充填、 沿空留巷渐进循环作业, 直至完 成一个工作面的采煤、 充填、 沿空留巷作业。
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