CN108894783B - 一种急倾斜煤层膏体充填采煤技术 - Google Patents
一种急倾斜煤层膏体充填采煤技术 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种急倾斜煤层膏体充填采煤方法，本方法公开的方法可以安全有效的开采煤层倾角为40°‑90°的中厚煤层，该方法可以有效预防地表塌陷，保护地下水资源、地表环境不被破坏，可实现绿色开采，该方法对煤层顶底板可有效控制，采煤工作面设备少，管理简单，可实现无煤柱开采，回采率高，在开采过程中回采工作面为两翼布置轮换开采，即左翼回采工作面充填时，回采右翼工作面，此开采方法不仅可提高开采效率，还可以增加矿井产量。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿产资源开采技术领域，具体涉及一种急倾斜煤层膏体充填采煤技术。
背景技术
急倾斜厚煤层开采方法一直是采矿技术领域中的难题，已经引起了国家有关部门的重视。我国的急倾斜煤层大多分布在中小矿井中，煤层地质条件复杂，开采难度大，部分煤矿断层多、储量少、瓦斯含量大、贮存条件差。由于急倾斜煤层存在特殊性，在开采上，存在许多问题，主要是煤炭损失率高，高达40％-50％，且煤炭合矸率往往不达标；巷道掘进率高，掘进率的高低影响巷道掘进维护的费用，影响矿区作业面的交接，甚至对矿井的通风都会带来一定的影响；通风条件差，急倾斜煤层的通风条件十分复杂；工人劳动强度大，受急倾斜煤层复杂的开采条件的限制，开采人员在煤层开采中普遍存在工作面坡度大、空间小，开采中落煤、支护、运料十分困难、行走不便的问题；开采效益差，与倾斜或近水平煤层比较，急倾斜煤层成本高、质量差、开采难度大、规模小、效益低。因此，关于急倾斜厚煤层开采方法的研究对我国煤炭工业的发展仍具有很重要的作用。
但是通过大量的现场观测和实验研究总结出大倾角、急倾斜煤层走向长壁工作面顶板岩层活动具有以下特征：
(1)工作面直接顶的垮落和老顶的周期来压在工作面倾斜方向的上、中、下部不同步，在一般情况下，工作面倾斜中上部先垮落或先周期来压，倾斜下部滞后于上部；沿倾斜上方的直接顶垮落后，会沿工作面倾斜方向滚(滑)动，最后堆积于工作面下部；工作面顶板的运移不对称，在工作面倾斜中上方较大，下方较小；工作面倾斜上部岩层的破坏方式表现为拉剪破坏，在下部表现为压剪破坏。
(2)上覆岩层的运移是一个空间问题，包括了上覆岩层垂直于层面的弯曲下沉、破断、回转，还包括沿工作面倾斜方向和垂直于工作面倾斜方向的运移；在破断之前主要表现为弯曲下沉，在破断之后主要表现为沿工作面倾斜方向的滚(滑)动。
(3)沿空留巷两帮及顶底板的变形破坏特点不一样：巷道上帮底板易下滑、采空区冒落的矸石也易下推并串入巷道内。由于顶板倾斜分力的增大使得巷道低帮(即煤帮)应力集中程度高于缓斜煤层，造成底鼓增大。顶板的变形破坏与是否破顶还有直接关系，若采用异型断面不破顶，则巷内直接顶在强大的倾斜推力作用下易产生离层和鼓出，特别是当直接顶层理越发育，分层厚度越薄时，这种现象越明显。若采用梯形、拱型等断面破顶，则破顶后的直接顶易沿层间产生较大的错动，难于控制顶板的变形破坏，这些问题都为大倾角、急倾斜煤层沿空留巷带来了较大困难。
目前，常规采用的采煤方法有急倾斜煤层走向长臂综合机械化采煤和旺格维利采煤法，例如中国专利申请2013107004649中公开了一种跳采式旺格维利采场支巷充填采煤方法，该方法利用旺格维利采煤法布置运输主巷和采场支巷，将多个采场支巷划分为多个开采阶段，按划分的多个开采阶段跳采采场支巷，采场支巷间不留煤柱。运输主巷为主要运输通道，采场支巷为采煤巷道。按照设计开采顺序以跳采方式依次回采所有的采场支巷，并依次对其进行及时充填，采场支巷两侧始终由未回采的煤体或已充填的采场支巷作为支撑体控制顶板，分为若干个开采阶段依次进行回采，最终实现无煤柱开采。该方法充分发挥了旺格维利采煤法和充填采煤法的优点，能有效控制采动覆岩裂隙和和地表沉降，能实现“三下″压煤的安全高效回采，有效控制地表沉陷；同时还可实现保水采煤。其方法简单，易实施，效果好，但是旺格维利采煤法只适合近水平煤层，开采存在一定的局限性。
而急倾斜煤层走向长臂综合机械化采煤技术在实际应用中存在地面塌陷、采煤工作面支架下滑、煤层顶底板控制困难、易造成倒架及发生煤层顶板溃曲、底板滑脱、煤壁片帮等现象，工作面管理较困难。现国内急倾斜煤层走向长臂综合机械化采煤技术适合布置在煤层倾角55°以下，倾角55°以上的煤层还存在技术难题没有解决，也存在一定的局限。
面临上述技术问题，开发一种可以有效预防地表塌陷，对地下水资源、地表环境不破坏，可实现绿色开采，并且对煤层顶底板可有效控制，减少开采所用设备，管理简单的开采方法迫在眉睫。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种急倾斜煤层膏体充填采煤技术，该技术可以有效预防地表塌陷，能够保护地下水资源、保证地表环境不破坏，可实现绿色开采。该方法可以有效控制煤层顶底板；采煤工作面设备少，管理简单，该方法可适用于40°-90°的中厚煤层。
本发明提供了一种急倾斜煤层膏体充填采煤方法，该方法包括以下步骤：
(1)在井下运输大巷沿回采煤层走向开口，上山掘进工作面运输顺槽，待掘进至矿井设计开采标高上限时掘进平巷，即工作面切眼；
(2)由井下回风大巷沿回采煤层工作面相邻煤层开口掘进回风巷，掘进方向与回采工作面平行，掘进至回采工作面回风顺槽时，掘进穿层回风石门与回采工作面回风顺槽贯通，形成回采工作面通风和材料运输***；
(3)沿井下运输大巷方向掘进进行开采，工作面开采顺序为由下至上分层进行回采，形成回采巷道，待分层回采结束后进行膏体充填，形成一个开采工序循环。
上述步骤(1)中所述上山掘进的角度为16°；所述工作面运输顺槽用于煤炭运输及工作面新鲜风流进入工作面的巷道。
上述步骤(2)中所述的回风巷为回采工作面污风排出及充填材料运输巷道。
上述步骤(3)所述分层回采，每个循环进度为6米，分两层开采，第一分层2.2米，第二分层3.8米；所述回采巷道坡度控制在5-8°上山掘进，以方便膏体自流充填。
在工作过程中，回采工作面回风顺槽的采巷长度根据使用的工作面运输设备类型，控制在60米-120米之间。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的急倾斜煤层膏体充填采煤方法，可以安全有效的开采煤层倾角为40°-90°的中厚煤层，该方法可以有效预防地表塌陷，保护地下水资源、地表环境不被破坏，可实现绿色开采。
(2)本发明提供的急倾斜煤层膏体充填采煤方法对煤层顶底板可有效控制，采煤工作面设备少，管理简单。
(3)本发明提供的急倾斜煤层膏体充填采煤方法，可实现无煤柱开采，工作面不受边角煤限制，对边角煤回采比较方便，回采率高。
(4)本发明提供的急倾斜煤层膏体充填采煤方法，回采工作面为两翼布置轮换开采，即左翼回采工作面充填时，回采右翼工作面，此开采方法不仅可提高开采效率，还可以增加矿井产量。
附图说明
图1为本发明公开的急倾斜煤层膏体充填采煤的平面布置图；
图2为本发明公开的急倾斜煤层膏体充填采煤I-I剖面图；
图3为本发明公开的急倾斜煤层膏体充填采煤II-II剖面图。
附图标记：1-采空区；2-回采工作面；3-回风石门；4-回采巷道；5-备采工作面；6-井下运输大巷；7-工作面运输顺槽；8-井下运输巷道；9-井下回风大巷；10-风门；11-回风巷；12-工作面切眼；13-回采工作面回风顺槽；14-回采煤层。
具体实施方式
实施例1一种急倾斜煤层膏体充填采煤方法
(1)在井下运输大巷6沿回采煤层14走向开口，以16°上山掘进工作面运输顺槽7，所述工作面运输顺槽7用于煤炭运输及工作面通风巷道，待掘进至矿井设计开采标高上限时掘进平巷，即工作面切眼12；
(2)由井下回风大巷9沿回采煤层工作面2相邻煤层开口掘进回风巷11，掘进方向与回采工作面2平行，掘进至回采工作面回风顺槽13时，掘进穿层回风石门3与回采工作面回风顺槽13贯通，形成回采工作面通风和材料运输***；
(3)沿井下运输大巷6方向掘进进行开采，工作面开采顺序为由下至上分层进行回采，形成回采巷道4，每个循环进度为6米，分两层开采，第一分层2.2米，第二分层3.8米，待分层回采结束后进行膏体充填，形成一个开采工序循环。
在进行采煤工作时，沿井下运输大巷6方向掘进进行开采，工作面开采顺序为由下至上分层进行回采，形成回采巷道4，每个循环进度为6米，分两层开采，第一分层2.2米，第二分层3.8米，待分层回采结束后进行膏体充填，所述回采巷道坡度控制在5-8°上山掘进，以方便膏体自流充填，形成一个开采工序循环。回采工作面回风顺槽13的采巷长度根据使用的工作面运输设备类型，控制在60米-120米之间。
本发明提供的急倾斜煤层膏体充填采煤方法，可以安全有效的开采煤层倾角为40°-90°的中厚煤层，该方法可以有效预防地表塌陷，保护地下水资源、地表环境不被破坏，可实现绿色开采。本发明提供的方法不仅可以有效控制煤层顶底板，采煤工作面设备少，管理简单，还可以实现无煤柱开采，无煤柱开采工作面不受边角煤限制，对边角煤回采比较方便，提高回采率，更为重要的是本发明提供的开采方法，回采工作面为两翼布置轮换开采，即左翼回采工作面充填时，回采右翼工作面，这种开采方法不仅可以提高开采效率，还可以增加矿井产量。
Claims (2)
1.一种急倾斜煤层膏体充填采煤方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）在井下运输大巷（6）沿回采煤层（14）走向开口，上山掘进工作面运输顺槽（7），待掘进至矿井设计开采标高上限时掘进平巷，即工作面切眼（12）；
（2）由井下回风大巷（9）沿回采工作面（2）相邻煤层开口掘进回风巷（11），掘进方向与回采工作面（2）平行，掘进至回采工作面回风顺槽（13）时，掘进穿层回风石门（3）与回采工作面回风顺槽（13）贯通，形成回采工作面通风和材料运输***；
（3）沿井下运输大巷（8）方向掘进进行开采，工作面开采顺序为由下至上分层进行回采，形成回采巷道（4），待分层回采结束后进行膏体充填，形成一个开采工序循环；
步骤（3）中所述分层回采为分两层回采，每个循环进度为6米，第一分层2.2米，第二分层3.8米；
步骤（1）中所述上山掘进的角度为16°；
步骤（3）中所述回采巷道（4）坡度控制在5-8°上山掘进，以方便膏体自流充填；
步骤（1）中所述工作面运输顺槽（7）用于煤炭运输及工作面通风巷道；
步骤（2）中所述的回风巷（11）为回采工作面（2）污风排出及充填材料运输巷道。
2.根据权利要求1所述的采煤方法，其特征在于：回采工作面回风顺槽（7）的采巷长度根据使用的工作面运输设备类型，控制在60米-120米之间。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103244123A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-14 | 贵州晨辉达矿业工程设计有限公司 | 一种急倾斜中厚矿体采矿方法 |
| CN103603665A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-02-26 | 河北省矾山磷矿有限公司 | 矿山采动范围内上盘侧矿体回采方法 |
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| CN103603665A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-02-26 | 河北省矾山磷矿有限公司 | 矿山采动范围内上盘侧矿体回采方法 |
| CN103628877A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-12 | 武汉科技大学 | 一种多层缓倾斜薄-中厚矿床充填采矿方法 |
| CN104806244A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-29 | 东北大学 | 一种倾斜中厚矿体充填采矿方法 |
| CN105019904A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-11-04 | 中南大学 | 基于采矿机的缓倾斜薄矿脉机械化连续开采方法 |
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