一种固体材料充填采煤沿空留巷方法

摘要

本发明提供一种固体材料充填采煤沿空留巷方法，利用留巷隔离挡板使充填材料与预留巷道隔开，而后采用固体材料充填结合流体加固的方式完成留巷作业，避免单纯采用高水材料或膏体材料留巷工艺不能有效接顶的问题，留巷隔离挡板采用横向柱子支撑，使留巷隔离挡板不能向预留巷道内部突出，留下的巷道结构稳固；无需使用充填料袋，减少了流体充填材料使用量，降低了充填采煤成本。

权利要求

1.一种固体材料充填采煤沿空留巷方法，其特征在于，包括如下步骤，（一）工作面运煤巷、固体充填材料巷和切眼的开掘首先开掘工作面运煤巷、固体充填材料巷以及切眼，形成工作面的回采和通风系统；

（二）采煤和固体材料充填设备架设并完成一定距离的采煤工作架设采煤和固体材料充填设备，包括附带有推压装置的充填采煤液压支架、采煤机、运煤刮板运输机、运煤皮带、固体充填材料皮带、固体充填材料刮板运输机，设备架设完毕后，开始采煤，工作面向前推进，形成可以充填的采空区；

（三）留巷隔离挡板的铺设

在采空区的充填材料巷内侧铺设留巷隔离挡板，在充填材料巷侧壁与留巷隔离挡板之间设置横向柱子用于支撑留巷隔离挡板；

（四）留巷充填设备的铺设

留巷充填设备包括留相互连通的留巷充填横管、留巷充填斜管、巷道充填管和留巷充填泵，在靠近留巷隔离挡板的内侧底部设置巷道充填管，巷道充填管上方设置向开采方向后方倾斜的留巷充填斜管，留巷充填斜管后方设置若干水平分布的留巷充填横管，巷道充填管与留巷充填泵相连；

（五）固体材料充填

对留巷隔离挡板内侧的采空区进行一定距离的固体材料充填工作；

（六）利用流体充填材料对靠近隔离挡板的固体充填材料进行加固用留巷充填泵将流体材料通过巷道充填管、留巷充填斜管、留巷充填横管向固体充填材料内部注入，流体材料固化后将靠近隔离挡板的固体充填材料结合为一整体，形成留巷支撑体；

（七）循环开采

重复第（三）步至第（六）步的工作，完成下一个循环的采煤和留巷充填工作，依次类推完成整个工作面的采煤和留巷充填工作。

2.根据权利要求1所述的一种固体材料充填采煤沿空留巷方法，其特征在于：所述步骤（四）的留巷充填横管为打孔的管，留巷充填斜管插入顶板一定高度，巷道充填管上安装有阀门。

说明书

一种固体材料充填采煤沿空留巷方法

技术领域

[0001] 本发明涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及一种固体材料充填采煤沿空留巷方法。

背景技术

[0002] 在当今及今后可预见的很长时间内，煤炭会是我国最主要的能源。我国煤炭产量的约90%为井工开采，地下煤炭开采不仅破坏矿区生态环境、损害地表建(构)筑物，还伴生着严重的安全隐患，而解决这些问题的根本出路在于对开采空间进行充填。现有的充填采煤方法可以从所使用的充填材料来进一步分类，分别为：固体材料充填、膏体材料充填、高水材料充填。固体材料充填法采煤可以有效解放“三下”压煤、提高煤炭资源的采出率。同时，固体材料充填法采煤能够充分利用煤矸石、尾矿、城市固体垃圾等作为充填材料，减少地面土地资源的破坏，同时减少环境污染、改善矿区生态环境。在目前的固体材料充填法采煤技术中，当需要沿空留巷时多采用高水材料或膏体材料留巷。进行留巷工作时，先在留巷位置布置截面为梯形或矩形的充填料袋，然后向充填料袋注入高水材料或膏体材料，高水材料或膏体材料固化后形成截面为梯形或矩形的支撑体。具有较高强度的支撑体，将留下的巷道和充填区域分开，完成一步支撑体作业。一步支撑体作业后进行固体材料充填作业。这样重复以上的工作，完成整个固体材料充填法采煤的留巷工作。这种单纯采用高水材料或膏体材料留巷的工艺均不能有效接顶，充填材料价格较高，在充填过程中还需要使用充填料袋，因而增加了成本。研究造价低廉，能够有效接顶的固体材料充填法采煤的留巷工艺，具有重要意义。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种固体材料充填采煤沿空留巷方法，其可以解决固体材料充填时单纯采用高水材料或膏体材料留巷不能有效接顶，使用充填料袋成本高、工作效率低的问题。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案由以下步骤实现：

[0005] （一）工作面运煤巷、固体充填材料巷和切眼的开掘

[0006] 首先开掘工作面运煤巷、固体充填材料巷以及切眼，形成工作面的回采和通风系统；

[0007] （二）采煤和固体材料充填设备架设并完成一定距离的采煤工作

[0008] 架设采煤和固体材料充填设备，包括附带有推压装置的充填采煤液压支架、采煤机、运煤刮板运输机、运煤皮带、固体充填材料皮带、固体充填材料刮板运输机，设备架设完毕后，开始采煤，工作面向前推进，形成可以充填的采空区；

[0009] （三）留巷隔离挡板的铺设

[0010] 在采空区的充填材料巷内侧铺设留巷隔离挡板，在充填材料巷侧壁与留巷隔离挡板之间设置横向柱子用于支撑留巷隔离挡板；

[0011] （四）留巷充填设备的铺设

[0012] 留巷充填设备包括留相互连通的留巷充填横管、留巷充填斜管、巷道充填管和留巷充填泵，在靠近留巷隔离挡板的内侧底部设置巷道充填管，巷道充填管上方设置向开采方向后方倾斜的留巷充填斜管，留巷充填斜管后方设置若干水平分布的留巷充填横管，巷道充填管与留巷充填泵相连；

[0013] （五）固体材料充填

[0014] 对留巷隔离挡板内侧的采空区进行一定距离的固体材料充填工作；

[0015] （六）利用流体充填材料对靠近隔离挡板的固体充填材料进行加固[0016] 用留巷充填泵将流体材料通过巷道充填管、留巷充填斜管、留巷充填横管向固体充填材料内部注入，流体材料固化后将靠近隔离挡板的固体充填材料结合为一整体，形成留巷支撑体；

[0017] （七）循环开采

[0018] 重复第（三）步至第（六）步的工作，完成下一个循环的采煤和留巷充填工作，依次类推完成整个工作面的采煤和留巷充填工作。

[0019] 作为本技术方案的进一步改进，所述步骤（四）的留巷充填横管为打孔的管，留巷充填斜管插入顶板一定高度，巷道充填管上安装有阀门。

[0020] 与现有技术相比，本发明利用留巷隔离挡板使充填材料与预留巷道隔开，而后采用固体材料充填结合流体加固的方式完成留巷作业，避免单纯采用高水材料或膏体材料留巷工艺不能有效接顶的问题，留巷隔离挡板采用横向柱子支撑，使留巷隔离挡板不能向预留巷道内部突出，留下的巷道结构稳固；无需使用充填料袋，减少了流体充填材料使用量，降低了充填采煤成本。

附图说明

[0021] 图1是本发明所述一种固体材料充填采煤沿空留巷方法的原理图；

[0022] 图2是本发明图1的A—A向剖视图；

[0023] 其中：1工作面运煤巷；2固体充填材料巷；3充填采煤液压支架；4采煤机；5运煤刮板运输机； 6运煤皮带； 7固体充填材料皮带；8固体充填材料刮板运输机； 9留巷隔离挡板 ； 10横向柱子 ； 11留巷充填横管 ； 12留巷充填斜管 ； 13巷道充填管； 14留巷充填泵 ； 15阀门。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，如图1和图2所示，本发明提供一种固体材料充填采煤沿空留巷方法，包括如下步骤，

[0025] （一）工作面运煤巷、固体充填材料巷和切眼的开掘

[0026] 首先开掘工作面运煤巷1和固体充填材料巷2以及切眼（未图示），形成工作面的回采和通风系统；

[0027] （二）采煤和固体材料充填设备架设并完成一定距离的采煤工作

[0028] 架设采煤和固体材料充填设备，包括附带有推压装置的充填采煤液压支架3、采煤机4、运煤刮板运输机5、运煤皮带6、固体充填材料皮带7、固体充填材料刮板运输机8，设备架设完毕后，开始采煤，工作面向前推进，形成可以充填的采空区；

[0029] （三）留巷隔离挡板的铺设

[0030] 在采空区的充填材料巷内侧铺设留巷隔离挡板9，在充填材料巷侧壁与留巷隔离挡板之间设置横向柱子10用于支撑留巷隔离挡板；

[0031] （四）留巷充填设备的铺设

[0032] 留巷充填设备包括留相互连通的留巷充填横管11、留巷充填斜管12、巷道充填管13和留巷充填泵14，在靠近留巷隔离挡板9的内侧底部设置巷道充填管13，巷道充填管上方设置向开采方向后方倾斜的留巷充填斜管12，留巷充填斜管12后方设置若干水平分布的留巷充填横管11，巷道充填管13与留巷充填泵14相连；

[0033] （五）固体材料充填

[0034] 对留巷隔离挡板内侧的采空区进行一定距离的固体材料充填工作；

[0035] （六）利用流体充填材料对靠近隔离挡板的固体充填材料进行加固[0036] 用留巷充填泵14将流体材料通过巷道充填管13、留巷充填斜管12、留巷充填横管11注入固体充填材料的缝隙内，流体材料固化后将靠近隔离挡板的固体充填材料结合为一整体，形成留巷支撑体；具体使用的流体材料为高水材料或膏体材料。

[0037] （七）循环开采

[0038] 重复第（三）步至第（六）步的工作，完成下一个循环的采煤和留巷充填工作，依次类推完成整个工作面的采煤和留巷充填工作。

[0039] 为了使流体材料分布的更加均匀，所述步骤（四）的留巷充填横管11为打孔的管，留巷充填斜管插入顶板一定高度，可以使充填竖管有效固定；巷道充填管上安装有阀门14，可以避免流体材料的回流。巷道充填管13、留巷充填斜管12、留巷充填横管11在靠近留巷隔离挡板9的内侧，只对靠近留巷隔离挡板9较近的固体充填材料缝隙进行流体材料充填，减少了流体材料使用量，但不会影响留下的巷道的结构稳固性。

[0040] 以上所述，仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。