一种防止煤层自燃的采空区密封方法
【专利摘要】本发明涉及一种防止煤层自燃的采空区密封方法，将每一个回采工作面的采空区内沿四周的煤壁，在顶板垮落前，全部用超高水材料固结体筑起充填带，将采空区包围在其中，隔绝采空区与四周煤壁的联系，形成封闭的独立单元。它方法简单，可以有效地防止采空区的煤层自燃现象。
【专利说明】
一种防止煤层自燃的采空区密封方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种防止煤层自燃的密封方法，特别是一种防止煤层自燃的采空区密封方法。
【背景技术】
[0002]通常情况下开采易自燃煤层时，为防止采空区遗煤自燃，一般采用预防性黄泥或粉煤灰灌浆处理采空区。即利用灌浆管路自工作面上下出口、对工作面采空区遗煤及冒落岩石中浇灌上一层浆体，以此隔绝采空区遗留的煤炭与氧气的接触，防止氧化，达到防止煤层自燃的目的。但上述方法无法封闭采空区周边留设的煤柱，因此，开采后的采空区如有漏风，仍存在煤炭自燃的安全隐患。近距离多煤层联合开采时，煤层顶底板裂隙会相互联通，易造成串风供氧，特别是高瓦斯矿井，上部煤层采空区易形成瓦斯积聚，一旦煤炭自燃，极易造成瓦斯燃烧或爆炸重大安全事故。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种防止煤层自燃的采空区密封方法。它方法简单，可以有效地防止采空区的遗煤，特别是暴露于采空区周边煤柱的煤层自燃现象。
[0004]本发明包括下列步骤:I)、回采工作面自开切眼推进3_5m后，在顶板尚未垮落时，在工作面液压支架后部自运输顺槽依次向回风顺槽分段架设超高水材料充填体支撑模板，与留设的煤壁围成一个矩形空间，空间内吊挂密封的充填包，之后向充填包内充入超高水材料浆体，待超高水材料浆体凝固后，即形成工作面采空区里侧密封墙体;2)、当工作面每推进4-6m时，在回风顺槽和运输顺槽内分别采用与步骤I)开切眼处的方法，制作采空区的上、下侧密封墙体;3)、当工作面推进至停采线时，视煤层顶板可控状况，每回收2至4个液压支架后，采用与步骤I)开切眼处的方法，制作工作面采空区的外侧密封墙体，里侧密封墙体、上、下侧密封墙体和外侧密封墙体连成一个整体，将采空区包裹起来，阻断与外界的联系O
[0005]本发明具有下列优点:(1)、超高水材料固结体具有良好的缩变性能，能很好的适应围岩变形而自身不产生裂隙，与围岩紧密结合，可在采空区四周形成严密的封闭墙体；
(2)、形成的封闭单元，可以隔绝外部向采空区内漏风，消除了采空区内遗煤的自燃隐患，同时采空区内积聚的瓦斯无法扩散到外部，降低了灾害发生的可能性，对于瓦斯含量较高的煤层，还可以敷设抽采管路，将密封采空区内高浓度瓦斯抽出加以利用，提高经济效益；
(3)、由于所形成的封闭单元阻断了采空区与外界生产系统的联系，具有独立性，即使某一单元发生灾害，仍可以将灾害控制在较小的范围内，并迅速加以控制，提高了矿井的减灾能力和安全系数。
【附图说明】
[0006]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0007]图1为本发明第一实施例平面示意图；
[0008]图2为本发明第二实施例平面示意图；
[0009]图3为本发明第三实施例平面示意图；
[0010]图4为本发明第四实施例平面示意图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，本发明包括下列步骤:I)、回采工作面自开切眼6推进3-5m后，在顶板尚未垮落时，在工作面液压支架7后部自运输顺槽2依次向回风顺槽I分段架设超高水材料充填体支撑模板，与留设的煤壁围成一个矩形空间，空间内吊挂密封的充填包，之后向充填包内充入超高水材料浆体，待超高水材料浆体凝固后，即形成采空区4里侧密封墙体3:; 2)、当工作面每推进4-6m时，在回风顺槽I和运输顺槽2内分别采用与步骤I)开切眼6处的方法，制作采空区4的上、下侧密封墙体32、33;3)、当工作面推进至停采线5时，视煤层顶板可控状况，每回收2至4个液压支架后，采用与步骤I)开切眼6处的方法，制作采空区4的外侧密封墙体34，里侧密封墙体3!、上、下侧密封墙体32、33和外侧密封墙体34连成一个整体，将采空区4包裹起来，阻断与外界的联系。
[0012]如图2所示，所述的上侧密封墙体32或下侧密封墙体33让开运输顺槽2，以实现相邻工作面沿空留巷无煤柱开采。
[0013]如图3所示，沿所述的上侧密封墙体32或下侧密封墙体33掘进相邻工作面的回风顺槽I或运输顺槽2，实现无煤柱开采。
[0014]如图4所示，沿所述的上侧密封墙体32或下侧密封墙体33掘进的相邻工作面的回风顺槽I或运输顺槽2，按所述步骤1)-3)的方法进行充填，用以加强相邻工作面间的隔离效果O
[0015]当需要加强两个工作面间的隔离效果时，相邻工作面开采过程中，可按步骤I)的方法在运输顺槽2内贴紧原充填墙体再次进行充填，形成墙体10。
[0016]若煤层瓦斯含量较高或近距离煤层群开采时，下部煤层瓦斯会沿顶底板裂隙向浅部煤层采空区4及冒落裂隙带内漂移，形成瓦斯积聚。所述的采空区4内敷设抽采管路8，对采空区4内高浓度瓦斯进行抽采，并将抽采瓦斯加以利用。
[0017]所述的超高水材料浆体可以根据强度需求选择不同的水灰比，最高水体积份额可达97%，水灰比约11:1，且具有一定的强度，其所形成的固结体具有微膨胀性，可保证固结体的密闭效果。
【主权项】
1.一种防止煤层自燃的采空区密封方法，其特征在于:包括下列步骤:1)、回采工作面自开切眼(6)推进3-5m后，在顶板尚未垮落时，在工作面液压支架(7)后部自运输顺槽(2)依次向回风顺槽(I)分段架设超高水材料固结体支撑模板，与留设的煤壁围成一个矩形空间，空间内吊挂密封的充填包，之后向充填包内充入超高水材料浆体，待超高水材料浆体凝固后，即形成采空区(4)里侧密闭墙体(3d ;2)、当工作面每推进4-6m时，在回风顺槽(I)和运输顺槽(2)内分别采用与步骤I)开切眼(6)处的方法，制作采空区(4)的上、下侧密封墙体(32)、(33);3)、当工作面推进至停采线(5)时，视煤层顶板可控状况，每回收2至4个液压支架后，采用与步骤I)开切眼(6)处的方法，制作采空区(4)的外侧密封墙体(34)。里侧密封墙体(30、上、下侧密封墙体(32、33)和外侧密封墙体(34)连成一个整体，将采空区(4)包裹起来，阻断与外界的联系。如图1所示。2.根据权利要求1所述的防止煤层自燃的采空区密封方法，其特征在于:所述的上侧密封墙体(32)或下侧密封墙体(33)让开运输顺槽(2)，以实现相邻工作面沿空留巷无煤柱开米。3.根据权利要求1所述的防止煤层自燃的采空区密封方法，其特征在于:沿所述的上侧密封墙体(32)或下侧密封墙体(33)掘进相邻工作面的回风顺槽(I)或运输顺槽(2)，实现无煤柱开米。4.根据权利要求1所述的防止煤层自燃的采空区密封方法，其特征在于:沿所述的上侧密封墙体(32)或下侧密封墙体(33)掘进的相邻工作面的回风顺槽(I)或运输顺槽(2)，按所述步骤1)-3)的方法进行充填，用以加强相邻工作面间的隔离效果。
【文档编号】E21F7/00GK105971669SQ201610527963
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】孙春东, 丁其全, 李占涛, 聂万利, 赵永强, 曹彦泽, 李继升
【申请人】冀中能源邯郸矿业集团有限公司