CN108915764B - 一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，尤其适用于西部生态脆弱矿区房式开采工作面内遗留煤柱安全、高效回收，通过在相邻两列煤房采空区构建预留巷道，在房式煤柱内开掘煤柱巷道，最终贯通预留巷道与煤柱巷道形成U形工作面，实现了房式遗留煤柱的回收，不仅减少了巷道掘进量，而且最大限度地提高了煤炭资源采出率，为我国西部矿区房式遗留煤柱的回收提供了一种全新的技术模式，科学与工程意义重大，应用前景广阔。

Description

一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法

技术领域

本发明涉及一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，属于煤矿回收技术领域。

背景技术

随着我国煤炭资源的逐渐枯竭，西部矿区已成为我国煤炭资源开采的主体。由于受自身开采技术与开采设备落后等因素，该区域多数煤矿采用短壁房式或房柱式开采方法，造成大量优质煤炭资源遗留采空区，煤炭资源采出率不足40％，这不仅造成了煤炭资源的极大浪费，而且采空区煤柱失稳极易造成矿震、地表沉陷、突水溃沙等严重生态环境灾害。

胶结充填回收遗留煤柱是近年来发展起来的应用较为广泛的绿色环保的煤柱回收方法，已在条带煤柱回收过程中得到广泛应用。但由于房式采空区相互之间贯通，不存在合适的密闭充填环境，使得胶结充填技术在房式煤柱回收过程中应用比较困难。如果构建密闭挡墙形成密闭充填空间，后期煤柱回收过程中还需要重新开掘巷道，不仅成本较高，而且工艺复杂。因此，房式煤柱回收过程中，如何构建合适的密闭充填环境，并减少巷道的掘进量，已成为西部矿区亟需解决的一大难题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，不仅能够构建合适的密闭充填环境，而且减少了后期充填过程中的巷道掘进量，具有安全、高效、经济的技术特点。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤a)以垂直于胶结充填物料运输大巷的相邻两列煤柱为一工作面，分别在两列煤柱之间的煤房采空区内构筑预留巷道，并在沿远离胶结充填物料运输大巷的边界煤柱位置处贯通两巷道，由煤柱与预留巷道组合形成U形工作面；

步骤b)胶结充填输送管路布置在胶结充填物料运输大巷中，胶结充填物料经胶结充填输送管路输送至U形工作面右侧采空区和中部采空区，实现当前U形工作面煤房采空区的充填；

步骤c)待胶结充填物料凝固并达到一定强度后，采用连续采煤机沿U形工作面预留巷道依次对各个煤柱开掘煤柱巷道，将预留巷道与煤柱巷道贯通为一回路；

步骤d)待上述工作全部完毕后，采用炮采工艺依次对形成回路的U形工作面内的煤柱巷道进行扩巷回采，并利用装载机和无轨胶轮车将回收的煤炭资源运送至地面；

步骤e)待U形工作面遗留煤柱回采完毕后，分别在U形工作面上下两端口与胶结充填物料运输大巷交界处砌筑密闭挡墙。

前述的一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，其特征是，对U形工作面进行如步骤a)-e)的处理时，在进行到每一个步骤b)的充填作业的同时，以与步骤a)中相同方式，在当前U形工作面旁进行下一个U形工作面的构筑工作，并对新的U形工作面进行步骤a)-e)的依次处理；直至完成整个房式遗留煤柱的回收工作。

前述的一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，其特征是，所述步骤c)中用连续采煤机沿U形工作面预留巷道依次对各个煤柱开掘宽度为6m的煤柱巷道。

前述的一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，其特征是，所述预留巷道的宽度根据矿井实际采掘设备、遗留煤柱尺寸以及围岩应力确定。

本发明所达到的有益效果：本发明尤其适用于西部生态脆弱矿区房式开采工作面内遗留煤柱安全、高效回收，通过在相邻两列煤房采空区构建预留巷道，在房式煤柱内开掘煤柱巷道，最终贯通预留巷道与煤柱巷道形成U形工作面，实现了房式遗留煤柱的回收，不仅减少了巷道掘进量，而且最大限度地提高了煤炭资源采出率，为我国西部矿区房式遗留煤柱的回收提供了一种全新的技术模式，科学与工程意义重大，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明煤柱与预留巷道组合形成01U形工作面的平面图；

图2是本发明01U形工作面右侧及中部采空区充填的平面图；

图3是本发明01U形工作面房式煤柱开掘煤柱巷道的平面图；

图4是本发明01U形工作面预留巷道与煤柱巷道贯通形成回路的平面图；

图5是本发明01U形工作面煤柱巷道扩巷工作的平面图；

图6是本发明01U形工作面完成所有煤柱巷道扩巷回采的平面图。

图中：

1-预留巷道，2-胶结充填物料运输大巷，3-胶结充填输送管路，4-01U形工作面右侧采空区，5-01U形工作面中部采空区，6-胶结充填物料，7-连续采煤机，8-煤柱巷道，9-02U形工作面右侧采空区，10-02U形工作面中部采空区，11-装载机，12-无轨胶轮车，13-密闭挡墙。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

为实现上述目的，本发明主要包括如下步骤：

a.以垂直于胶结充填物料运输大巷的相邻两列煤柱为一工作面，分别在两列煤柱之间的煤房采空区内构筑预留巷道，并在沿远离胶结充填物料运输大巷的边界煤柱位置处贯通两巷道，此时，由煤柱与预留巷道组合形成01U形工作面。预留巷道为U形断面，采用可回收的机械挡板，内部配以防漏风装置，密闭性好，抗变形能力强。预留巷道的宽度根据矿井实际采掘设备、遗留煤柱尺寸以及围岩应力确定。

b.胶结充填输送管路布置在胶结充填物料运输大巷中，胶结充填物料经胶结充填输送管路输送至01U形工作面右侧采空区和中部采空区，实现01U形工作面煤房采空区的充填。在充填作业的同时，以与步骤a中相同方式，进行02U形工作面的构筑工作；

c.待胶结充填物料凝固并达到一定强度后，采用连续采煤机沿01U形工作面预留巷道依次对1#、2#、3#…N#煤柱开掘宽度为6m的煤柱巷道，最终预留巷道与煤柱巷道贯通为一回路。

在开掘煤柱巷道的同时，以步骤b中相同方式，进行02U形工作面右侧采空区和中部采空区的充填工作；

d.待上述工作全部完毕后，采用炮采工艺依次对01U形工作面内1#、2#、3#…N#煤柱的煤柱巷道进行扩巷回采，并利用装载机、无轨胶轮车等设备将回收的煤炭资源运送至地面。在01U形工作面煤柱巷道扩巷回采的同时，进行03U形工作面的构筑工作；

e.待01U形工作面遗留煤柱回采完毕后，分别在01U形工作面上下两端口与胶结充填物料运输大巷交界处砌筑密闭挡墙；

f.重复上述步骤，完成整个房式遗留煤柱的回收工作。

本实施例的具体数据：陕北某矿井采用短壁房式开采，主采3#煤层，煤厚2.5m，平均倾角1゜，工作面走向长度150m，推进距离80m，煤柱大小11m×11m，煤房宽度7m，大量房式煤柱遗留井下，煤炭资源回采率不足35％，且近年来发现部分煤柱失稳破坏，并伴随自燃发火倾向，进而引发顶板大面积垮落等一系列灾害。

为解决上述难题，结合本专利发明内容，针对首采工作面遗留煤柱的回采，具体实施方式如下：

针对六盘区首采工作面房式采空区，分别在垂直于胶结充填物料运输大巷方向的相邻两列煤柱之间的煤房采空区构筑宽度为6m预留巷道1，并在沿远离胶结充填物料运输大巷的边界煤柱处贯通两列巷道，此时，由煤柱与预留巷道1组合形成3601U形工作面，如图1所示；

在胶结充填物料运输大巷2中布置胶结充填输送管路3，将地面配制好的以风积沙为主的胶结充填物料6依次输送至3601U形工作面右侧采空区4及中部采空区5，采用后退式充填方式，并合理调控泵送压力和管口高度使充填物料逐步密实接顶，实现全部充填。在开始进行充填作业时，进行3602U形工作面的构筑工作，如图2所示；

待胶结充填物料6凝固并达到一定强度后，在预留巷道1内装备连续采煤机7，并沿预留巷道1依次对3601U形工作面***的1#、2#、3#…N#煤柱开掘与预留巷道1断面尺寸相同的煤柱巷道8，以使预留巷道1与煤柱巷道8贯通为一回路。当对1#煤柱开掘煤柱巷道8时，开始进行3602U形工作面右侧采空区9及中部采空区10的充填工作，如图3、图4所示；

待上述工作全部完毕后，采用打眼放炮的方式对3601U形工作面内1#、2#、3#…N#煤柱的煤柱巷道8进行扩巷回采，扩巷回采过程中，首先对煤柱巷道8一侧的残煤进行回采，待回采完毕见充填体后，转向对另一侧残煤进行回采，利用装载机11将落下的煤装入无轨胶轮车12运输至地面。当对1#煤柱巷道进行扩巷回采时，开始进行3603U形工作面的构筑工作，如图5所示；

当3601U形工作面遗留煤柱回采完毕后，分别在U形工作面上下两端口与胶结充填物料运输大巷交界处砌筑密闭挡墙13，至此，3601U形工作面采空区充填及煤柱回收工作完成，如图6所示。

重复上述步骤，完成整个房式采空区遗留煤柱的回收工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤a)以垂直于胶结充填物料运输大巷的相邻两列煤柱为一工作面，分别在两列煤柱之间的煤房采空区内构筑预留巷道，并在沿远离胶结充填物料运输大巷的边界煤柱位置处贯通两巷道，由煤柱与预留巷道组合形成U形工作面；

步骤b)胶结充填输送管路布置在胶结充填物料运输大巷中，胶结充填物料经胶结充填输送管路输送至U形工作面右侧采空区和中部采空区，实现当前U形工作面煤房采空区的充填；

步骤c)待胶结充填物料凝固并达到一定强度后，采用连续采煤机沿U形工作面预留巷道依次对各个煤柱开掘煤柱巷道，将预留巷道与煤柱巷道贯通为一回路；

步骤d)待上述工作全部完毕后，采用炮采工艺依次对形成回路的U形工作面内的煤柱巷道进行扩巷回采，并利用装载机和无轨胶轮车将回收的煤炭资源运送至地面；

步骤e)待U形工作面遗留煤柱回采完毕后，分别在U形工作面上下两端口与胶结充填物料运输大巷交界处砌筑密闭挡墙。

2.根据权利要求1所述的一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，其特征是，对U形工作面进行如步骤a)-e)的处理时，在进行到每一个步骤b)的充填作业的同时，以与步骤a)中相同方式，在当前U形工作面旁进行下一个U形工作面的构筑工作，并对新的U形工作面进行步骤a)-e)的依次处理；直至完成整个房式遗留煤柱的回收工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，其特征是，所述步骤c)中用连续采煤机沿U形工作面预留巷道依次对各个煤柱开掘宽度为6m的煤柱巷道。

4.根据权利要求1或2所述的一种预留巷道胶结充填回收房式煤柱的方法，其特征是，所述预留巷道的宽度根据矿井实际采掘设备、遗留煤柱尺寸以及围岩应力确定。