一种近水平煤层巷式胶结充填方法与流程

文档序号:15308753发布日期:2018-08-31 21:26阅读:254来源:国知局

本发明涉及一种近水平煤层巷式胶结充填方法,属于煤层充填回收技术领域。



背景技术:

我国西部煤炭资源丰富,西部矿区中小煤矿占据相当大比重,中小煤矿因自身开采技术与开采设备落后等因素,多采用巷道式开采方法,造成了采空区遗留大量条带煤柱。为避免巷式遗留煤柱的极大浪费以及采空区煤柱失稳造成的矿震、地表沉陷等灾害,巷式胶结充填采煤技术在该类煤矿中得到了广泛应用。

传统巷式胶结充填采煤技术一般应用于倾斜煤层中,在近水平煤层中应用效果不好。由于近水平煤层的倾角小,胶结充填物料难以在自流的情况下充满采空区,无法做到有效接顶,同时由于胶体充填物料泌水收缩等原因,近水平煤层中的充填密实度不高,无法有效控制岩层移动与地表沉陷。如何在近水平煤层巷式胶结充填过程中提高接顶率成为亟需解决的一大难题。



技术实现要素:

为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种近水平煤层巷式胶结充填方法,以进一步提高近水平煤层巷式胶结充填时充填物料的接顶率、更好地控制覆岩移动。

为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:

一种近水平煤层巷式胶结充填方法,其特征是,包括如下步骤:

1)利用巷采技术开采近水平煤层后形成充填巷道,在所述充填巷道的顶板中开凿充填管路孔,充填管布置在所述充填管路孔中;

2)在所述充填巷道端头及内部施工密封挡墙,将所述充填巷道分成若干段充填密封空间;

3)在所述每段充填密封空间的中间位置的顶板处开凿顶部硐室,硐室的顶部与所述充填管路孔贯通;

4)沿所述充填巷道顶板的底面布置通风管;所述通风管的一端向上弯折,位于硐室内,充填管的一端向下弯折,位于硐室内;

5)利用胶结充填技术充填所述充填巷道,相邻的所述三条充填巷道为一组,依次充填所述三条充填巷道内的每段充填密封空间至密实接顶,直至完成所述整组充填巷道的胶结充填作业。

前述的一种近水平煤层巷式胶结充填方法,其特征是,所述步骤1)中充填管路孔的路径在充填巷道回风平巷一侧为倾斜段,倾斜段长度由回风平巷的宽度、充填管内的压强、胶结充填材料自身特性以及充填管路孔与煤层的间距等因素决定。

前述的一种近水平煤层巷式胶结充填方法,其特征是,所述步骤5)中相邻三条充填巷道的充填流程为:

51)对所述充填巷道最里层未充填的充填密封空间进行充填,胶结充填物料沿所述充填管由所述顶部硐室流至所述最里层的充填密封空间,当所述通风管的管口流出胶体充填物料时表示充填完成,再依次对相邻的充填巷道的最里层未填充的充填密封空间进行充填;

52)重复步骤51)对刚充填的充填密封空间再依次充填2遍;

53)重复步骤51)-52)直至完成所述相邻三条充填巷道的胶结充填作业。

前述的一种近水平煤层巷式胶结充填方法,其特征是,所述步骤4)中,在所述硐室中,通风管的端口高度低于充填管的端口高度。

本发明所达到的有益效果:本方法应用在近水平煤层巷式胶结充填过程中,通过将充填管布置在顶板中,充填巷道分段进行多次胶结充填作业,可以大大提高近水平煤层的充填接顶率,有效缓解了胶体充填物料因泌水收缩而导致的充填体无法接顶、充填密实度不高等问题。整个充填方法使用方便、安全可靠、适应性强,在近水平煤层巷式胶结充填中具有广泛的适应性和现场应用性。

附图说明

图1是本方法的结构示意图正视图;

图2是本方法的结构示意图俯视图;

图3是本方法的结构示意图正视图的i—i剖面图;

图中附图标记的含义:

1-回风平巷,2-运输平巷,3-充填巷道,4-密封挡墙,5-充填密闭空间,6-顶板,7-充填管路孔,8-充填管,9-顶部硐室,10-通风管,1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3-充填密封空间。

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。

如图1至3所示,本方法在近水平煤层中利用巷采技术采煤形成充填巷道3,在充填巷道两端头以及充填巷道3内间隔一定距离施工密封挡墙4,从而将充填巷道3分成三段巷内充填密封空间5。

自回风平巷1一侧,在充填巷道顶板6中开凿充填管路孔7至充填密封空间5上方,并在充填管路孔7内安装充填管8。

在充填密封空间5中间位置的顶板6处开凿顶部硐室9,充填管8的管口布置在顶部硐室9的偏上位置处并向下弯曲。

在密封挡墙4靠近顶板处留设一小孔,从该孔沿顶板布置通风管10至顶部硐室9,通风管10的管口在顶部硐室9偏下位置并向上弯曲。

顶部硐室9内充填管8管口水平高度高于通风管-10。

进行充填作业时每三条相邻充填巷道3为一组(根据工程实践经验以及各工序所需花费时间,最终确定了三条作为一组,但如果其他条数作为一组也是可以的,只是3条的效果是最好的),首先对巷内充填密封空间1-1进行胶结充填,胶结充填物料沿充填管8经由顶部硐室9流至充填密封空间1-1内,当通风管10内流出胶结充填物料时表示充填完成,再依次对巷内充填密封空间2-1、3-1进行胶结充填。

当巷内充填密封空间1-1、2-1、3-1都填充完毕后,丢弃最里层的充填管,当巷内充填密封空间1-2、2-2、3-2充填时,在顶部硐室9中将充填管8截断,并重新安装充填管出口,用于巷内充填密封空间1-2、2-2、3-2的充填作业。巷内充填密封空间1-2、1-3、2-2、2-3、3-2、3-3的充填作业与前述相同,都需要安装通风管。

重复以上工艺对充填密封空间1-1、2-1、3-1再进行两次胶结充填,使三条巷内的充填密封空间5内的充填体密实接顶,防止由于胶体充填物料泌水收缩导致充填体不密实,重复以上充填步骤对巷内充填密封空间1-2、2-2、3-2、1-3,2-3,3-3进行充填作业,直至完成三条相邻充填巷道3的充填作业。

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。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种近水平煤层巷式胶结充填方法,其特征是,包括如下步骤:1)利用巷采技术开采近水平煤层后形成充填巷道,在所述充填巷道的顶板中开凿充填管路孔,充填管布置在所述充填管路孔中;2)在所述充填巷道端头及内部施工密封挡墙分成若干段充填密封空间;3)在所述每段充填密封空间的中间位置的顶板处开凿顶部硐室;4)沿所述充填巷道顶板的底面布置通风管;5)利用胶结充填技术充填所述充填巷道。本发明所达到的有益效果:本方法应用在近水平煤层巷式胶结充填过程中,可以大大提高近水平煤层的充填接顶率,有效缓解了胶体充填物料因泌水收缩而导致的充填体无法接顶、充填密实度不高等问题。

技术研发人员:周楠;闫浩;刘恒凤;张升;李猛
受保护的技术使用者:中国矿业大学
技术研发日:2018.03.12
技术公布日:2018.08.31
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