CN105041319A - 一种井工煤矿巷邦无人工作面及充填开采方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤矿开采技术领域，更具体而言，涉及一种井工煤矿巷邦无人工作面及充填开采方法，尤其是一种适用于井工煤矿“三下”压煤区域巷邦无人工作面开采使用的开采方法；提供一种安全、高效、成本低，可最大限度的回收“三下”压煤巷邦无人工作面及充填开采方法；在开采巷道一侧利用巷邦采煤机间隔对多个煤房进行开采，每个间隔开采的煤房开采结束后回撤出巷邦采煤机，封闭煤房口；在充填巷道一侧通过制浆硐室和注浆管路向间隔开采的煤房进行填充；煤房内填充物凝固后，对相邻未开采的煤房进行开采，如此循环，直至完成所有未开采煤房的开采；本发明主要应用在煤矿开采方面。

Description

一种井工煤矿巷邦无人工作面及充填开采方法

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，更具体而言，涉及一种井工煤矿巷邦无人工作面及充填开采方法，尤其是一种适用于井工煤矿“三下”压煤区域巷邦无人工作面开采使用的开采方法。

背景技术

充填开采是随着回采工作面的推进，向采空区充填矸石、粉煤灰、建筑垃圾以及专用充填材料的煤炭开采技术，是煤矿绿色开采技术体系主要内容之一，因其对岩层扰动小，具有控制岩层移动与地表沉陷的作用，是解决煤矿开采环境问题和“三下（建筑物下、铁路下、水体下）”压煤开采的有效途径。近年来部分煤矿企业和煤炭大专院校科研机构积极探索并实施了煤矸石等固体材料充填、膏体充填、高水材料充填等多种充填工艺技术，。集成创新了较为成熟的充填开采技术和设备，提高了资源回收率，取得了一定的社会和环境效益。但由于上述技术缺乏对充填材料、充填工艺、充填设备、充填开采岩层控制方面的***研究，没有解决好以下三个问题：（1）采煤生产能力与充填生产能力均衡问题；（2）充填材料供需均衡问题；（3）充填成本与采矿效益均衡问题。因此，到目前为止，我国从“三下”采出的煤量只有10亿吨,占整个“三下”压煤量（140亿t)的7%左右。

如何逐步开采“三下”压煤或如何规划矿井的采掘接续，把对地表的影响控制在最低限度，或者以经济效益为第一要素，采用一些特殊的开采方法，在不影响地表建构物的前提下部分或全部开采出“三下”压煤量，这是目前煤炭企业面临而必须研究解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的不足，提供一种安全、高效、成本低，可最大限度的回收“三下”压煤巷邦无人工作面及充填开采方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种井工巷邦无人工作面，包括开采工作面和准备工作面，所述开采工作面与准备工作面之间有开采巷道，所述开采工作面和准备工作面同侧依次设置有采区轨道运输巷、采区胶带运输巷和采区回风巷，所述开采巷道通过调节风门与采区回风巷连通，所述开采巷道通过溜煤眼与采区胶带运输巷连通，所述开采工作面的另一侧有充填巷道，所述充填巷道内有新鲜风流和注浆管道，所述新鲜风流与开采巷道内的乏风风流连通，所述开采工作面设置有多个煤房，所述注浆管道两端分别与开采工作面的煤房和制浆硐室连通，所述开采巷道内有巷邦采煤机、可弯曲刮板输送机和可伸缩胶带输送机，所述采区胶带运输巷内有胶带输送机。

所述制浆硐室包括1#泵、2#泵、1#搅拌站、2#搅拌站和水仓，所述1#泵和2#泵通过吸浆管路分别与1#搅拌站、2#搅拌站连接，所述1#泵和2#泵分别通过注浆管路与开采工作面的煤房连通。

所述开采工作面的开采巷道可作为准备工作面的充填巷道。

所述煤房宽度与巷邦采煤机的滚筒宽度相同。

所述1#搅拌站和2#搅拌站将破碎后的矸石与粉煤灰、胶结料和水进行混合搅拌，制成胶结性膏状浆体。

一种井工巷邦无人工作面的充填开采方法，包括以下步骤：

a、将井工煤矿煤田划分为若干采区，开拓采区回风巷、采区胶带运输巷和采区轨道运输巷，构成采区通风运输***；

b、沿煤层走向掘进充填巷道和开采巷道并构成独立回风***，在开采巷道内安装巷邦采煤机、可弯曲刮板输送机和可伸缩胶带输送机，并通过溜煤眼和采区胶带运输巷内的胶带输送机形成运煤***，在充填巷道内布置制浆硐室和注浆管路；

c、在开采巷道一侧利用巷邦采煤机间隔对多个煤房进行开采，每个间隔开采的煤房开采结束后回撤出巷邦采煤机，封闭煤房口；

d、在充填巷道一侧通过制浆硐室和注浆管路向间隔开采的煤房进行填充；

e、煤房内填充物凝固后，对相邻未开采的煤房进行开采，如此循环，直至完成所有未开采煤房的开采。与现有技术相比本发明所具有的有益效果为：

本发明较好的解决了“三下”压煤开采过程中的三个均衡问题，实现了：（1）采煤生产能力与充填生产能力均衡；（2）充填材料供需均衡；（3）充填成本与采矿效益均衡。基本可以实现采矿与充填作业的分离，充填与采矿作业相互干扰小，采煤生产能力与充填生产能力均衡，并真正实现了无人工作面开采。可以减少井下采空区水、瓦斯积聚空间、降低采空区突水、瓦斯***、有害气体突出、浮煤自燃等事故发生可能性，可以充分回收“三下”压煤和边角残煤，延长矿井服务年限；可以大量消化矸石，减轻煤炭开采对地表的影响，减少耕地占用和矿区村庄搬迁，保护和改善矿区生态环境，促进资源开发与生态环境协调发展。

本方法能够有效利用井工煤矿开采过程中产生的矸石，减少矸石的排放量，减少环境污染，最大化开采“三下”煤炭资源。实现了采煤和充填作业分离，开采和充填工作均在支护好的巷道内完成，操作工人无需进入工作面。真正实现了井工煤矿“三下”压煤高效、绿色、环保、无人工作面的生产过程。

附图说明

下面通过附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的无人工作面布置示意图；

图2为本发明的制浆硐室与充填***示意图。

图中：1为采区回风巷、2为采区胶带运输巷、3为采区轨道运输巷、4为新鲜风流、5为开采巷道、6为充填巷道、7为巷邦采煤机、8为可弯曲刮板输送机、9为可伸缩胶带输送机、10为胶带输送机、11为调节风门、12为乏风风流、13为注浆管路、14为制浆硐室、15为1#泵、16为2#泵、17为1#搅拌站、18为2#搅拌站、19为水仓、20为吸浆管路。

具体实施方式

下面实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，一种井工煤矿巷邦无人工作面充填开采方法，具体步骤为：

a、将井工煤矿“三下”煤田划分为若干采区，开拓采区回风巷1、采区胶带运输巷2、采区轨道运输巷3，构成采区通风、运输***；

b、沿煤层走向掘进充填巷道6和开采巷道5并构成独立回风***，在开采巷道5内安装巷邦采煤机7、刮板输送机8、胶带输送机9，并通过工作面溜煤眼和采区胶带输送机10形成运煤***，在充填巷道6内布置制浆***和充填管路；

c、在开采巷道5一侧将回采工作面划分为与巷邦采煤机7滚筒宽度相等的多个煤房，见图1中所示的①、②、③、④、⑤、⑥、⑦；

d、利用巷邦采煤机7间隔对多个煤房进行开采，煤房宽度为巷邦采煤机7滚筒宽度，如图1中煤房①、③、⑤、⑦，每个间隔开采的煤房开采结束后，回撤出巷邦采煤机7，封闭开采巷道侧采峒口，如图1中对煤房①开采完成后，回撤巷邦采煤机7，并移至煤房③处开采，同时封闭煤房①开采巷道侧的采峒口；在充填巷道6侧，通过制浆硐室14和注浆管路13向煤房①进行充填，由于煤层存在倾角，充填料能够从高处流向低处，可保持较高的充填率，之后，重复以上动作，依次进行开采并充填煤房⑤、⑦，当充填煤房内充填物完全凝固，具有支撑上覆岩层的能力之后，使用巷邦采煤机7分别对间隔未开采的煤房进行开采，如煤房②、④、⑥，并对开采后的煤房进行充填，如此循环，直至完成所有未开采煤房的开采。

如图2所示，井工煤矿生产过程中产生的矸石破碎后，与粉煤灰、胶结料和水经1#搅拌站17和2#搅拌站18混合搅拌后制成的胶结性膏状浆体，经1#泵15、2#泵16后通过注浆管路13对煤房进行充填。

当一个开采工作面完成后，开采工作面的开采巷道可作为下一个相邻工作面的进风（充填）巷道，继续工作。

开采和充填工作均在支护好的巷道内完成，操作工人无需进入工作面。真正实现了井工煤矿“三下”压煤高效、绿色、环保、无人工作面的生产过程。

Claims (6)

1.一种井工巷邦无人工作面，其特征在于：包括开采工作面和准备工作面，所述开采工作面与准备工作面之间有开采巷道（5），所述开采工作面和准备工作面同侧依次设置有采区轨道运输巷（3）、采区胶带运输巷（2）和采区回风巷（1），所述开采巷道（5）通过调节风门（11）与采区回风巷（1）连通，所述开采巷道（5）通过溜煤眼与采区胶带运输巷（2）连通，所述开采工作面的另一侧有充填巷道（6），所述充填巷道（6）内有新鲜风流（4）和注浆管道（13），所述新鲜风流（4）与开采巷道（5）内的乏风风流（12）连通，所述开采工作面设置有多个煤房，所述注浆管道（13）两端分别与开采工作面的煤房和制浆硐室（14）连通，所述开采巷道（5）内有巷邦采煤机（7）、可弯曲刮板输送机（8）和可伸缩胶带输送机（9），所述采区胶带运输巷（2）内有胶带输送机（10）。

2.根据权利要求1所述的一种井工巷邦无人工作面，其特征在于：所述制浆硐室（14）包括1#泵（15）、2#泵（16）、1#搅拌站（17）、2#搅拌站（18）和水仓（19），所述1#泵（15）和2#泵（16）通过吸浆管路（20）分别与1#搅拌站（17）、2#搅拌站（18）连接，所述1#泵（15）和2#泵（16）分别通过注浆管路（13）与开采工作面的煤房连通。

3.根据权利要求1所述的一种井工巷邦无人工作面，其特征在于：所述开采工作面的开采巷道（5）可作为准备工作面的充填巷道（6）。

4.根据权利要求1所述的一种井工巷邦无人工作面，其特征在于：所述煤房宽度与巷邦采煤机（7）的滚筒宽度相同。

5.根据权利要求2所述的一种井工巷邦无人工作面，其特征在于：所述1#搅拌站（17）和2#搅拌站（18）将破碎后的矸石与粉煤灰、胶结料和水进行混合搅拌，制成胶结性膏状浆体。

6.根据权利要求1所述的一种井工巷邦无人工作面的充填开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将井工煤矿煤田划分为若干采区，开拓采区回风巷（1）、采区胶带运输巷（2）和采区轨道运输巷（3），构成采区通风运输***；

b、沿煤层走向掘进充填巷道（6）和开采巷道（5）并构成独立回风***，在开采巷道（5）内安装巷邦采煤机（7）、可弯曲刮板输送机（8）和可伸缩胶带输送机（9），并通过溜煤眼和采区胶带运输巷（2）内的胶带输送机（10）形成运煤***，在充填巷道（6）内布置制浆硐室（14）和注浆管路（13）；

c、在开采巷道（5）一侧利用巷邦采煤机（7）间隔对多个煤房进行开采，每个间隔开采的煤房开采结束后回撤出巷邦采煤机（7），封闭煤房口；

d、在充填巷道（6）一侧通过制浆硐室（14）和注浆管路（13）向间隔开采的煤房进行填充；

e、煤房内填充物凝固后，对相邻未开采的煤房进行开采，如此循环，直至完成所有未开采煤房的开采。