一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法
【专利摘要】本发明涉及一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，主要运用在沿空留巷【技术领域】，该方法在工作面推进过程中，直接采用放顶煤支架将采空区上方矸石放下，运输至工作面端头，经过简易破碎、转载和回运，使处理后的矸石堆积充填在留巷一侧的采空区，形成矸石墙充当巷旁支护，需要巷旁充填位置处的工作面液压支架设有后置顶梁，以便于安装矸石回运装置和实现足够高度的矸石堆积。同时在矸石堆积过程中或者矸石堆积后，通过向矸石堆积处喷洒胶结充填材料，实现沿空留巷巷旁支护的密闭和加固。该方法对于厚煤层工作面尤其是综放工作面的沿空留巷稳定性保证、资源回收率提高、巷旁支护工艺的简化具有重要意义。
【专利说明】一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法
【技术领域】
[0001]本发明属于沿空留巷【技术领域】，具体的说涉及一种直接将采空区上方矸石放下，经过运出、破碎、转载、回运，使矸石堆积、胶结充当巷旁支护的沿空留巷方法。
【背景技术】
[0002]沿空留巷采煤法是采煤方法的一项重大改革，它对提高资源回收率、降低巷道掘金率、缓解采掘紧张关系等方面都有显著的效果，留巷采空区一侧方便有效的巷旁支护以及该侧巷帮的防漏风问题一直是沿空留巷技术的难点和关键。针对此类问题，国内外科研和工程人员提出了许多行之有效的方法和技术，但仍存在着一些问题，在巷旁支护方面，在薄煤层沿空留巷时，由于上覆岩层运动相对平缓，经过针对性支护，留巷支护问题尚能得到有效解决，而对放顶煤工作面和厚煤层综采工作面沿空留巷时，需要花费巨大代价进行巷旁支护，即便如此，也难以彻底解决留巷的围岩稳定性问题。本发明推荐一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，随着工作面的推进，直接利用采空区放下的矸石充当巷旁支护，并对矸石堆积形成的巷旁支护进行密封和加固处理，对于厚煤层工作面尤其是综放工作面的沿空留巷稳定性保证、资源回收率提高以及巷旁支护工艺的简化具有重要意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，该方法直接将采空区上方矸石放下，经过运出、破碎、转载、回运，将矸石堆积充填在留巷一侧的采空区，充当巷旁支护，矸石无需升井或进行额外处理。
[0004]本发明其技术问题所采用的技术方案是:
一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，工作面推进过程中，直接采用放顶煤支架将采空区上方矸石放下，运输至工作面端头，经过简易破碎、转载回运到留巷一侧的采空区，使处理后的矸石堆积充填在留巷一侧的采空区，形成矸石墙充当巷旁支护，其整个过程与采煤机割煤同步进行。需要巷旁充填位置处的工作面液压支架设有后置顶梁，以便于安装矸石回运装置和实现足够高度的矸石堆积。进行矸石堆积前，在留巷采空区一侧巷帮位置支设单体液压支柱与挡板，防止矸石串入留巷，保证矸石堆积过程中留巷的安全，待喷洒的胶结充填材料凝固后，方可撤下单体液压支柱与挡板进行循环使用；矸石堆积过程中或者矸石堆积后，通过留巷一侧1~3个工作面液压支架后置顶梁设有的胶结充填材料喷洒装置，进行矸石堆积处的胶结充填材料喷洒，以提高矸石墙的密实程度和整体强度，实现沿空留巷巷旁支护的密闭和加固。
[0005]一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，在放顶煤开采时，可进行过量放煤，放下的煤及其夹带的矸石运输至工作面端头后，进行煤和矸石分离，分离后的煤直接运出后升井，分离后的矸石则回运至留巷一侧的采空区，使处理后的矸石堆积充填在留巷一侧的采空区，形成矸石墙充当巷旁支护。在不具备安装煤与矸石分离装置条件的矿井，亦可等工作面放煤工序完成后，结束工作面放煤的运输工作，开启矸石破碎、输送装置，将矸石回运至留巷一侧的采空区，进行巷旁支护。
[0006]一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，在进行普通综合机械化开采时，将工作面液压支架改换成放顶煤支架，需要巷旁充填位置处的工作面液压支架改换成设有后置顶梁的液压支架，然后在工作面推进过程中，直接采用放顶煤支架将采空区上方矸石放下，运输至工作面端头，经过简易破碎、转载回运到留巷一侧的采空区，使处理后的矸石堆积充填在留巷一侧的采空区，形成矸石墙充当巷旁支护。
[0007]本发明的有益效果:
1.此种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，矸石不升井，无需专门的巷旁充填装置，只需要一定的矸石破碎、运输设备，使矸石自然堆积在留巷一侧的采空区，形成矸石墙，不需要额外的充填骨料，简化了巷旁支护工艺；
2.此种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，在放顶煤工作面应用时，可进行过量放煤，大幅提高了资源回收率，并且可充分利用原有的放顶煤支架，在不影响正常生产的同时，提高了设备利用率；
3.此种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，矸石墙的宽度可根据留巷高度、留巷矿压显现剧烈程度等因素自由设计，保证了留巷的围岩稳定性；
4.此种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，矸石堆积过程中或者矸石堆积后的胶结充填材料喷洒，实现沿空留巷巷旁支护的密闭和加固，防止了采空区积水渗入巷道、有害气体串入巷道以及遗煤自燃威胁矿井安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的有益效果，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中。
[0009]图1是放顶矸巷旁充填沿空留巷整体俯视图。
[0010]图2是放顶矸运出、破碎、转载、回运剖面图。
[0011]图3是放顶矸巷旁充填过程剖面图。
[0012]图4是矸石倾倒装置示意图。
[0013]图5是放顶煤支架结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]实施例一
参照图1、2、3、4、5对本发明的实施例一进行说明，在进行放顶煤开采时，首先在留巷采空区一侧巷帮位置支设单体液压支柱14与挡板15，防止矸石串入留巷，在上区段工作面推进过程中，待工作面放煤工序完成后，结束放煤的运输工作，随后直接将放顶煤支架I将采空区上方矸石放下，经过后置刮板输送机20运输至工作面端头，经过后置转载机12、连接运输机6、前置转载机11，运至破碎机10，矸石经过简易破碎，过度到侧方转载机8转载至输送机7，而后到达悬吊于工作面液压支架2后置顶梁13的悬吊刮板输送机5，再经过矸石倾倒装置17将处理后的矸石不断倾倒，直至矸石堆积到最大高度，形成矸石墙4充当巷旁支护。其中矸石倾倒装置17由液压油缸19和铲板18组成，液压油缸19活柱周期性伸长，作用于铲板18，实现悬吊刮板输送机5上方矸石的不断倾倒。
[0015]矸石堆积过程中或者矸石堆积后，通过留巷一侧1~3个工作面液压支架2后置顶梁13设有的胶结充填材料喷洒装置16，进行矸石堆积处的胶结充填材料3喷洒，以提高矸石墙的密实程度和整体强度，实现沿空留巷巷旁支护的密闭和加固，其胶结充填材料喷洒装置16位于工作面液压支架2后置顶梁13侧方，夹于两个工作面液压支架2之间。
[0016]上述整个过程与采煤机割煤同步进行，过程中前置转载机11、破碎机10、主运胶带运输机9主要承担采煤机割煤的破碎和运输。
[0017]实施例二
参照图1、2、3、4、5对本发明的实施例二进行说明，对于具备安装煤与矸石分离装置条件的矿井，在放顶煤开采时，首先在留巷采空区一侧巷帮位置支设单体液压支柱14与挡板15，防止矸石串入留巷，在上区段工作面推进过程中，采用过量放煤的方式，经过后置刮板输送机20、后置转载机12、连接运输机6、前置转载机11，运至煤矸分离装置21，分离后的煤经主运胶带运输机9直接运出后升井，分离后的矸石则回运至留巷一侧的采空区，使处理后的矸石堆积充填在留巷一侧的采空区，形成矸石墙充当巷旁支护。其矸石回运、堆积过程与实施例一相同。矸石堆积过程中或者矸石堆积后需进行矸石堆积处的胶结充填材料3喷洒，其喷洒过程亦与实施例一相同。
[0018]实施例三
参照图1、2、3、4、5对本发明的实施例三进行说明，在进行普通综合机械化开采时，将工作面液压支架改换成放顶煤支架1，需要巷旁充填位置处的工作面液压支架改换成设有后置顶梁的液压支架2，然后在上区段工作面推进过程中，直接采用放顶煤支架将采空区上方矸石放下，运输至工作面端头，经过简易破碎、转载回运到留巷一侧的采空区，使处理后的矸石堆积充填在留巷一侧的采空区，形成矸石墙充当巷旁支护。上述所涉及的矸石运出、破碎、回运、堆积过程与实施例一相同。矸石堆积过程中或者矸石堆积后需进行矸石堆积处的胶结充填材料3喷洒，其喷洒过程亦与实施例一相同。
[0019]以上实施例是为了使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，其特征在于工作面推进过程中，直接采用放顶煤支架将采空区上方矸石放下，运输至工作面端头，经过简易破碎、转载和回运，使处理后的矸石堆积充填在留巷一侧的采空区，形成矸石墙充当巷旁支护。
2.根据权利要求1所述的一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，其特征在于在放顶煤开采时，可进行过量放煤，放下的煤及其夹带的矸石运输至工作面端头后，进行煤和矸石分离，分离后的煤直接运出后升井，分离后的矸石则回运至留巷一侧的采空区，进行巷旁支护。
3.根据权利要求1所述的一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，其特征在于进行非放顶煤工作面开采时，将工作面液压支架改换成放顶煤支架，需要巷旁充填位置处的工作面液压支架改换成设有后置顶梁的液压支架，然后在工作面推进过程中，直接采用放顶煤支架将采空区上方矸石放下，运输至工作面端头，经过简易破碎、转载回运到留巷一侧的采空区，进行巷旁支护。
4.根据权利要求1所述的一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，其特征在于需要巷旁充填位置处的工作面液压支架设有后置顶梁，以便于安装矸石回运装置和实现足够高度的矸石堆积。
5.根据权利要求1所述的一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，其特征在于留巷一侧1~3个工作面液压支架的后置顶梁设有胶结充填材料喷洒装置，矸石堆积后或者矸石堆积过程中，通过向矸石堆积处喷洒胶结充填材料，实现沿空留巷巷旁支护的密闭和加固。
6.根据权利要求1所述的一种放顶矸巷旁充填沿空留巷方法，其特征在于在矸石堆积前，在留巷采空区一侧巷帮位置支设单体液压支柱与挡板，防止矸石串入留巷，保证矸石堆积过程中留巷的安全，待喷洒的胶结充填材料凝固后，方可撤下单体液压支柱与挡板进行循环使用。
【文档编号】E21F15/00GK104453994SQ201410655453
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】王家臣, 马念杰, 赵志强, 贾后省, 杨宝贵, 杨胜利, 刘洪涛 申请人:中国矿业大学(北京)