一种实现煤柱同采的f型区段采煤方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地下实体煤与区段煤柱同时回采的方法，尤其是适用于工作面地质条件复杂、留设区段保护煤柱较宽和支护成本高等情况，该种方法属于地下煤炭资源开采范畴。
【背景技术】
[0002]我国现有的常规采煤方法一般是在区段工作面之间留设一定宽度(20?40m宽)的保护煤柱，导致大量的煤炭资源被遗留在采空区内，难于回收，采区回采率低。近年来，我国部分矿井对赋存有优质煤炭资源的较宽煤柱采取了复采或废矸置换等方法进行资源回收，但因存在应力集中、煤体破碎等问题，使得回收工程量较大、经济效益较低，且回收率提高有限。此外，一些矿井为了提高资源回收率，采取留设窄煤柱或采用沿空留巷来解决区段保护煤柱过大这一问题，但是采用窄煤柱、沿空掘巷或留巷往往存在支护成本增加、围岩变形量较大，巷道支护安全性较低等问题，一些留巷仍需要进行二次刷帮和起底整修，才能维持其基本功能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了解决上述当前区段保护煤柱回采技术所存在问题，提供一种在技术上简单、开采成本低，效果好的方法。该方法可从开采时即开始解决上述目前资源回收率低，回采技术存在相应的问题，如存在回采成本高，回收施工工艺复杂，难以大规模的对相应保护煤柱进行一次性回采等一系列突出问题。
[0004]为实现本发明的上述目的，本发明提供一种本质上实现不留煤柱的一次性开采的方法。该方法主要为一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法，其主要是在回采实体煤的同时将回风巷的上区段保护煤柱也同时进行相应的回采；此时将采煤工作面分为两部分，其中一部分为实体煤回采工作面，另一部分为煤柱回采工作面；在使用本发明的这种回采方法时，在整个工作面的长度范围内全部铺设安装液压支架，使得其对整个回采工作面进行相应的保护；在其相应的开采过程中实体煤回采工作面的新鲜风流由进风巷进入，污风经回风巷排出；而煤柱回采工作面采用在进风大巷中铺设安装相应的局部通风机，通过悬挂在回风巷顶板中的柔性通风管道将新鲜风流压入到煤柱回采工作面，污风风流同样经回风巷进行回风；在对上区段进行回采时通过预先爆破，使得基本顶在煤壁上方区域产生大裂隙，在回采后，基本顶在此位置破断，从而减小由于基本顶回转所引发的临近采空区域压力增大现象；此外在上区段进行回采时，在其区段进风巷顶部实体煤帮侧铺设相应的注浆管道，待回采垮落后通过注浆管道对进风巷道区域垮落矸石用高水材料或其它合适的充填材料进行注浆，进而形成矸石一充填材料形成的复合充填墙体，能够将下区段煤柱回采工作面与上区段采空区相隔离，使其能够保证下区段回采工作面的安全。
[0005]有益效果
[0006]本发明实现了在回采实体煤的同时对井下区段保护煤柱进行相应的回收，这样不仅提高了相应的煤炭资源的回收率，此外同时也降低了煤炭企业的吨煤成本。而且使用该方法有益于增加整个矿井的服务年限，其有利于缓解由于矿井资源枯竭所引发的资源与社会矛盾。另外由于本方法对于区段保护煤柱的回收是与实体煤回采是同时进行的，这样有利于降低区段保护煤柱内部的支承压力，从而相对减少在对区段保护煤柱进行回采时，所引发的冒顶与跨帮事故。本发明提出的回采方法相对于目前U型长壁工作面采煤法，其有利于在利用同种回收设备的情况下大幅度提高资源回收率，对于区段煤炭资源回收率可达100%。另外本发明方法相对于窄煤柱护巷开采法，有利于保证顶板的完整性，减少工作面临空区域压力大的现象，提高回采效率，亦有利于减少安全生产事故。
【附图说明】
[0007]图1是本发明的一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法的整体结构示意图；
[0008]图2是本区段回风巷与上区段进风巷采空充填区剖面图(图1中A-A剖面图);
[0009]图3是工作面中通风管道安装B-B剖面图(图1中B-B剖面图)；
[0010]图4是工作面中通风管道安装C-C剖面图(图1中C-C剖面图)；
[0011]附图标记说明:1-上区段采空区；2_充填膏体；3_充填注浆管道；4_区段保护煤柱；5_回风巷；6_通风管道；7_进风巷；8_实体煤；9_出风口 ；10_米煤机；11-米空区；12-液压支架；13_回风巷顶板；14_爆破切顶断口 ；
【具体实施方式】
[0012]如图1所示的一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法的整体结构示意图，包括:上区段采空区1 ;充填膏体2 ;充填注浆管道3 ;区段保护煤柱4 ;回风巷5 ;柔性通风管道6 ;进风巷7 ;实体煤8 ;出风口 9 ;采煤机10 ;采空区11 ;液压支架12 ;回风巷顶板13 ;爆破切顶断口 14 ；
[0013]本申请的一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法，其主要是在回收实体煤8的同时将回风巷的上区段保护煤柱4也同时进行相应的回采，此时将采煤工作面分为两部分，其中一部分为实体煤回采工作面，另一部分为煤柱回采工作面；在使用本发明的这种回采方法时，将在整个工作面的长度范围内全部铺设安装相应的液压支架12，使得其对整个回采工作面进行相应的保护；在其相应实体煤8开采过程中工作面的新鲜风流由进风巷7进入，污风经区段回风巷5排出；而煤柱回采工作面采用在进风大巷中铺设安装相应的局部通风机通过安装悬挂在区段回风巷顶板13上的柔性通风管道6将新鲜风流压入到煤柱回采工作面，污风风流同样经区段回风巷5进行回风；当通风管道6从顶板13通过采煤机10与刮板输送机之后，将其悬挂在工作面液压支架12的顶梁下作为煤柱回采工作面的通风管路，此外在对上区段进行回采时，在其上区段进风巷中铺设相应的充填注浆管道3，在充填注浆管道3靠近下区段实体煤帮处，间隔均匀的向顶板中打入爆破孔，并同时装上相应的炸药。在上区段实体煤开采时，对巷道顶板13上的基本顶进行超前爆破，使得相应的基本顶发生爆破切顶，通过这种方式所形成得爆破切顶断口 14以使得下区段在回采区段保护煤柱4时保证顶板13稳定，减少顶板13的回转下沉。当爆破后其上区段进风巷顶板发生部分垮落后，通过充填注浆管道3对巷道采用高水材料或其它可充填材料对其进行相应的充填，使得由充填膏体2和垮落下来的矸石混合后，所形成的充填墙体能够将下区段煤柱回采工作面与上区段采空区1相隔离，保证其相应的回采安全。
[0014]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法，其特征在于:所述的一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法是在回采实体煤的同时将回风巷的上区段保护煤柱也同时进行相应的回采；其方法包括:将其工作面分为两部分，其中一部分为实体煤回采工作面，另一部分为保护煤柱回采工作面；在使用该种回采方法时，其工作面的长度为实体煤回采工作面的长度加上回风巷的宽度再加上煤柱回采工作面的长度，在整个工作面的长度范围内全部铺设安装液压支架，使得其对整个回采工作面进行相应的保护；实体煤回采工作面其新鲜风流由进风巷进入，污风经回风巷排出；而保护煤柱回采工作面采用在进风大巷中铺设安装相应的局部通风机，通过铺设在回风巷中的管道将新鲜风流压入到煤柱回采工作面，污风风流同样经回风巷进行回风；为减弱由于基本顶回转所引起的煤柱工作面支承压力增大现象，在上区段回采时，沿上区段进风巷靠近下区段边缘处向顶板打一排预裂爆破孔，并装上相应的炸药，在上区段回采实体煤时进行相应的超前爆破，使得上区段在回采实体煤后，基本顶沿进风巷边缘发生切落；在上区段进行回采时，在其区段进风巷顶部实体煤帮侧铺设相应的注浆管道，待回采垮落后通过注浆管道对进风巷道区域垮落矸石用高水材料或其它合适的充填材料进行注浆，进而形成矸石一充填材料形成的复合充填墙体，能够将下区段煤柱回采工作面与上区段采空区相隔离，使其能够保证下区段回采工作面的安全。2.根据权利要求1所述的一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法，其特征在于:所述铺设在回风巷中的管道，是指将通风管道悬挂在回风巷顶板上，使其不影响正常的行人运料，所述管道均宜采用柔性风管。3.根据权利要求2所述的一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法，其特征在于:在煤柱回采工作面安装通风管道时，将其相关通风管道悬挂在液压支架顶部，通风管道一直铺设到液压支架顶端，使得其能够最大程度上将新鲜风流输出到煤柱回采工作面。4.根据权利要求1所述的一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法，其特征在于:留设的保护煤柱可适当变宽，有利于减少支承压力对回风巷的影响，从而降低回风巷支护难度与维护成本。
【专利摘要】本发明公开一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法，所述的一种实现煤柱同采的F型区段采煤方法主要针对区段保护煤柱回采处理的技术方法问题。本发明将采煤工作面分为两部分，一部分为实体煤回采工作面，另一部分为煤柱回采工作面；在整个工作面内铺设液压支架，在开采过程中实体煤回采工作面的风流由进风巷进入经回风巷排出；煤柱回采工作面采用局部通风机，通过柔性通风管道将风流由进风巷压入煤柱工作面，经回风巷进行回风；在对上区段进行回采时通过预先爆破，使得基本顶在煤壁上方区域产生大裂隙，在回采后，基本顶在此位置破断，从而减小由于基本顶回转所引发的临近采空区域压力增大现象。此外采用充填等方式形成的充填墙体，将上区段采空区与下区段煤柱回采工作面相隔离，从而减少所引发的冒顶与跨帮事故。
【IPC分类】E21C41/18
【公开号】CN105240012
【申请号】CN201510557860
【发明人】谢生荣, 何富连, 谢国强, 杨军辉
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月2日