CN112282758A - 一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，该工艺在充填工作面生产***形成后，同时布置两个掘进头从工作面运输巷向工作面回风巷进行掘巷开采，待充填巷形成后再开始进行充填。本发明提供的一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，通过在“三下”布置充填工作面，采用掘巷充填、采充平行的作业方式，有效解决了“三下”压煤问题和矿井面临的矸石排放难题。
Description
技术领域
本发明属于煤矿充填开采技术领域，具体涉及一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺。
背景技术
随着煤炭资源储量的日益缩减，尤其采掘条件较好的煤炭资源的枯竭，“三下”压煤逐渐成为制约我国煤炭事业可持续发展的主要因素之一。大多数矿井为开采“三下”煤炭资源，不得不留设大尺寸煤柱，不仅造成煤炭资源的极大浪费，同时给矿井生产也带来一系列的严重后果，如减少矿井储量，缩短矿井寿命；有碍矿田布局，造成开拓不合理。另外，煤炭开采的过程中还会产生大量的煤矸石，传统的处理方法是将其直接堆放于地表，地表堆积的矸石不仅占用了大量土地资源，而且其生成的有毒有害物质，给矿区生态环境带来巨大的威胁与破坏。现代化矿井的绿色可持续开采模式日益排斥这种“三下”煤炭资源开采方式以及传统的矸石处理方式，如何在有效开采“三下”压煤和降低开采对地表影响的同时，消除矸石危害及矸石综合利用成为煤炭企业亟待解决的艰巨任务。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，该工艺可在有效控制地表沉陷的同时，提高开采效率及矸石处理能力，并为“三下”煤炭资源的开采提供新思路。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，该工艺在充填工作面生产***形成后，同时布置两个掘进头从工作面运输巷向工作面回风巷进行掘巷开采，待充填巷形成后再开始进行充填。
本发明进一步的改进在于，该工艺具体包括以下步骤：
1)沿工作面走向方向掘进工作面运输巷和工作面回风巷，然后在工作面边界掘进回风导巷将工作面运输巷和工作面回风巷联通，使整个工作面形成全负压通风***；
2)将待开采工作面沿工作面走向方向划分成长度相等的若干开采块段，并将每个开采块段分为2组，其中每组包含7～15个巷道；
3)间隔边界回风导巷1.5～3倍充填巷宽度保护煤柱开始利用连采机从工作面运输巷向工作面回风巷掘进1#充填巷，同时间隔1#充填巷7～15倍巷道宽度掘进1`#充填巷；
4)待1#和1`#充填巷完成后退出连采机等设备，并在两条充填巷端头设置密闭墙，然后将膏体充填材料通过管道输送至已掘好的两条充填巷对其进行充填，与此同时开始掘进下一轮充填巷即2#和2`#充填巷，其中2#和2`#充填巷需与对应组内正在充填的充填巷保持5～10倍巷道宽度的距离；
5)待2#和2`#充填巷与工作面回风巷贯通后，在本巷道内继续进行膏体充填作业，同时紧贴各组内已经稳定且充填体已达到强度要求的1#和1`#充填巷掘进下一条划分好的充填巷即3#和3`#充填巷；
6)待3#和3`#充填巷与工作面回风巷贯通后，在本巷道内继续进行膏体充填作业，同时紧贴2#和2`#充填巷掘进下一条划分好的充填巷即4#和4`#充填巷；
7)重复步骤5)和6)直至本循环开采完毕，然后进行下一个循环；
8)重复步骤骤1)和7)，直至整个工作面采掘完毕。待整个工作面开采完毕后将工作面运输巷和工作面回风巷以及边界巷都进行充填。
本发明进一步的改进在于，工作面的面长为80～150m，充填巷道的宽度为4～6m，充填巷道的高度根据煤层确定。
本发明进一步的改进在于，工作面沿走方向被分成若干个开采块段，且每个开采块段为一个采充循环，待上一个采充循环结束后进行下一循环。
本发明进一步的改进在于，工作面每一轮同时掘进两条充填巷，且两条充填巷的采煤和支护作业交替进行，同步推进。
本发明进一步的改进在于，工作面巷道掘进采煤与巷道充填同时进行，即在充填巷道的同时间隔正在充填巷道设定距离或紧挨已经达到强度要求的充填体掘进下一条充填巷。
本发明至少具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，通过在“三下”布置充填工作面，采用掘巷充填、采充平行的作业方式，有效解决了“三下”压煤问题和矿井面临的矸石排放难题。
进一步，本发明工作面每一轮同时掘进两条充填巷，且两条充填巷的采煤与支护作业交替进行，同步推进，极大的增加了工作面煤炭资源的开采效率以及各作业设备的利用率。
进一步，本发明利用矸石制成的高强度充填体可很好的控制巷道顶板，相邻两充填巷道之间无需留设煤柱，可提高“三下”压煤的资源回收率。
进一步，本发明采用工作面双巷循环采充一体化工艺能够显著提高煤矸石充填效率，降低充填成本。
附图说明
图1是本发明一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺平面流程图，图1(a)～(e)分别为各个步骤示意图；
图2是本发明一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺剖面示意图。
附图标记说明：
1—工作面，2—工作面运输巷，3—工作面回风巷，4—回风导巷，5—1#和1`#充填巷，6—充填体，7—2#和2`#充填巷，8—密闭墙，9—3#和3`#充填巷，10—4#和4`#充填巷。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。
实施例
以榆林市某矿为例，该矿主采煤层为3号煤层，煤层埋深544.71～799.06m，煤层平均厚度2.6m，由于该井田范围内“三下”压煤严重，导致许多优质煤炭资源无法开采。因此，为了解放“三下”压煤，防止地面塌陷，保护地表构筑物，将采用一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺对“三下”压煤进行开采。图1是本发明一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺的平面流程图；图2是本发明一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺剖面示意图。
本发明提供的一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，包括以下步骤：
1)沿工作面1走向方向掘进工作面运输巷2和工作面回风巷3，然后在工作面边界掘进回风导巷4将工作面运输巷2和工作面回风巷联通3，使整个工作面1形成全负压通风***；
2)将待开采工作面1沿工作面走向方向划分成长度相等的若干开采块段，并将每个开采块段分为2组，其中每组包含13个巷道；
3)与边界回风导巷4间隔3倍巷道宽度保护煤柱开始利用连采机从工作面运输巷2向工作面回风巷3掘进1#充填巷5，同时距1#掘进巷5为12倍巷道宽度掘进1`#充填巷5；
4)待1#和1`#充填巷5完成后退出连采机等设备，并在两条充填巷5端头设置密闭墙8，然后将膏体充填材料通过管道输送至已掘好的两条充填巷5对其进行充填，与此同时开始掘进下一轮充填巷7即2#和2`#充填巷7，其中2#和2`#充填巷7需与对应组内正在充填的充填巷5保持6倍巷道宽度的距离。
5)待2#和2`#充填巷7与工作面回风巷3贯通后，在本巷道7内继续进行膏体充填作业，同时紧贴各组内已经稳定且充填体6已达到强度要求的1#和1`#充填巷5掘进下一条划分好的充填巷9即3#和3`#充填巷9。
6)待3#和3`#充填巷9与工作面回风巷3贯通后，在本巷道9内继续进行膏体充填作业，同时紧贴2#和2`#充填巷7掘进下一条划分好的充填巷10即4#和4`#充填巷10。
7)重复步骤5)和6)直至本循环开采完毕，然后进行下一个循环。
8)重复步骤1)和7)，直至整个工作面采掘完毕。待整个工作面开采完毕后将工作面运输巷和工作面回风巷以及边界巷都进行充填。
所述工作面1面长100m，所述巷道宽度为5m，充填巷道高度为2.6m。
所述工作面1沿走方向被分成若干个开采块段，且每个开采块段为一个采充循环，待上一个采充循环结束后方可进行下一循环。
所述工作面1每一轮同时掘进两条充填巷，且两条充填巷的采煤和支护作业交替进行，同步推进。
所述工作面1巷道掘进采煤与巷道充填同时进行，即在充填巷道的同时间隔正在充填巷道一定距离或紧挨已经达到强度要求的充填体掘进下一条充填巷。
Claims (6)
1.一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，其特征在于，该工艺在充填工作面生产***形成后，同时布置两个掘进头从工作面运输巷向工作面回风巷进行掘巷开采，待充填巷形成后再开始进行充填。
2.根据权利要求1所述的一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，其特征在于，该工艺具体包括以下步骤：
1)沿工作面走向方向掘进工作面运输巷和工作面回风巷，然后在工作面边界掘进回风导巷将工作面运输巷和工作面回风巷联通，使整个工作面形成全负压通风***；
2)将待开采工作面沿工作面走向方向划分成长度相等的若干开采块段，并将每个开采块段分为2组，其中每组包含7～15个巷道；
3)间隔边界回风导巷1.5～3倍充填巷宽度保护煤柱开始利用连采机从工作面运输巷向工作面回风巷掘进1#充填巷，同时间隔1#充填巷7～15倍巷道宽度掘进1`#充填巷；
4)待1#和1`#充填巷完成后退出连采机等设备，并在两条充填巷端头设置密闭墙，然后将膏体充填材料通过管道输送至已掘好的两条充填巷对其进行充填，与此同时开始掘进下一轮充填巷即2#和2`#充填巷，其中2#和2`#充填巷需与对应组内正在充填的充填巷保持5～10倍巷道宽度的距离；
5)待2#和2`#充填巷与工作面回风巷贯通后，在本巷道内继续进行膏体充填作业，同时紧贴各组内已经稳定且充填体已达到强度要求的1#和1`#充填巷掘进下一条划分好的充填巷即3#和3`#充填巷；
6)待3#和3`#充填巷与工作面回风巷贯通后，在本巷道内继续进行膏体充填作业，同时紧贴2#和2`#充填巷掘进下一条划分好的充填巷即4#和4`#充填巷；
7)重复步骤5)和6)直至本循环开采完毕，然后进行下一个循环；
8)重复步骤骤1)和7)，直至整个工作面采掘完毕。待整个工作面开采完毕后将工作面运输巷和工作面回风巷以及边界巷都进行充填。
3.根据权利要求2所述的一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，其特征在于，工作面的面长为80～150m，充填巷道的宽度为4～6m，充填巷道的高度根据煤层确定。
4.根据权利要求2所述的一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，其特征在于，工作面沿走方向被分成若干个开采块段，且每个开采块段为一个采充循环，待上一个采充循环结束后进行下一循环。
5.根据权利要求2所述的一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，其特征在于，工作面每一轮同时掘进两条充填巷，且两条充填巷的采煤和支护作业交替进行，同步推进。
6.根据权利要求2所述的一种采煤工作面双巷循环采充一体化工艺，其特征在于，工作面巷道掘进采煤与巷道充填同时进行，即在充填巷道的同时间隔正在充填巷道设定距离或紧挨已经达到强度要求的充填体掘进下一条充填巷。
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