一种区段平巷无掘进式短充长采开采方法与流程

本发明涉及一种区段平巷无掘进式短充长采开采方法，其采用采煤机自切成巷式充填开采工作面和综采工作面间隔布置从而无需掘进区段平巷的采区开采方法。

背景技术

长期以来，采区煤体回采的基本方式是将沿走向或者倾向划分为依次相邻的区段，区段内预掘巷道作为工作面回采巷道，区段之间留设保护煤柱，各区段依次顺序回采。以上述多煤柱、多巷道为标志的采掘深度分离之开采方式，造成了巷道掘进多、资源浪费大、系统布置繁、防灾能力弱、环境危害广等诸多问题。针对这些问题，近年来，我国煤矿企业逐步发展了无煤柱开采技术，这其中以沿空留巷和沿空掘巷技术为代表。但是，无煤柱开采技术仍然需要掘进大量的区段平巷，这些区段平巷在承受二次采动以后，部分出现了巷道变形大、支护困难的情况；另外，随着我国煤矿逐步进入深部开采，工作面回采期间动压显现剧烈。如何进一步降低矿井掘进工程量、进一步控制动压显现程度，成为煤炭领域亟待解决的重大现实问题。

近年来，采煤机自切成巷技术以及充填开采技术都得到了长足的发展。大量的现场试验表明，采空区充填后，上覆顶板三带发展高度明显降低，矿压显现显著减弱，从而使得沿空留巷相对容易，并同时降低了邻近工作面煤体的矿山压力；另外一方面，采煤机自切成巷技术通过加长采煤机摇臂长度，在行走至端头位置时可自行切割出整个巷道。本专利拟将上述几种技术进行集成，解决巷道掘进量大、工作面动压显现剧烈的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对采区区段平巷掘进工程量较大、工作面动压显现剧烈的问题，结合充填采煤、沿空留巷以及采煤机自切成巷技术，提供了一种区段平巷无掘进式短充长采开采方法。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种区段平巷无掘进式短充长采开采方法，包括以下步骤：

a.在采区内掘进一号充填开采工作面运煤巷和一号充填开采工作面回风巷，其中，一号充填开采工作面回风巷与采区回风大巷相连，一号充填开采工作面运煤巷与采区运煤大巷相连；

b.在一号充填开采工作面运煤巷和一号充填开采工作面回风巷之间掘进一号充填开采工作面开切眼，形成完整通风回路；

c.一号充填开采工作面采用前进式开采，利用采煤机截割出一号充填开采工作面回风巷和一号充填开采工作面运煤巷，并对两侧巷道实施沿空留巷；

d.一号充填开采工作面回采完毕后，距离一号充填开采工作面一定距离布置二号充填开采工作面，二号充填开采工作面采用前进式开采，利用采煤机截割出二号充填开采工作面运煤巷和二号充填开采工作面回风巷，并对工作面两侧巷道实施沿空留巷；

e.二号充填开采工作面回采完毕后，在一号充填工作运煤巷和二号充填开采工作面回风巷之间掘进一号综采工作面开切眼，形成一号综采工作面完整通风回路；一号综采工作面利用一号充填开采工作面运煤巷和二号充填开采工作面回风巷进行后退式开始，垮落法管理顶板；

f.距离二号充填开采工作面一定距离布置三号充填开采工作面，三号充填开采工作面采用前进式开采，利用采煤机截割出三号充填开采工作面运煤巷和三号充填开采工作面回风巷，并对工作面两侧巷道实施沿空留巷；

g.重复上述e～f过程完成整个开采区段的煤层回采。

所述充填开采工作面可采用矸石直接充填、高水充填、膏体充填工艺。

所述充填开采工作面面长大于50m。

所述综采工作面面长为100～350m。

本发明具有如下有益的技术效果：

本发明采用采煤机自切成巷技术截割巷道，即通过加长采煤机摇臂长度，在行走至端头位置时自行切割出整个巷道，从而无需预先掘进区段平巷，区段平巷通过沿空留巷作为下一邻近工作面的区段平巷；另外，利用充填采煤技术控制采空区顶板，使上覆顶板三带发展高度明显降低，矿压显现显著减弱，从而使得沿空留巷相对容易，并同时降低了邻近工作面煤体的矿山压力；当回采两个充填开采工作面之间的综采工作面时，由于两侧采空区均被充填，动压现象明显减少。

附图说明

图1是本发明一种区段平巷无掘进式短充长采开采方法步骤a示意图；

图2是本发明一种区段平巷无掘进式短充长采开采方法步骤b示意图；

图3是本发明一种区段平巷无掘进式短充长采开采方法步骤c示意图；

图4是本发明一种区段平巷无掘进式短充长采开采方法步骤d示意图；

图5是本发明一种区段平巷无掘进式短充长采开采方法步骤e示意图。

图中：1、采区运煤大巷；2、采区辅运大巷；3、采区回风大巷；4、一号充填开采工作面回风巷；5、一号充填开采工作面运煤巷；6、一号充填开采工作面开切眼；7、一号充填开采工作面；8、二号充填开采工作面回风巷；9、二号充填开采工作面运煤巷；10、二号充填开采工作面；11、一号综采工作面；12、一号综采工作面开切眼；13、三号充填开采工作面回风巷；14、、三号充填开采工作面运煤巷；15、三号充填开采工作面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做出进一步的说明。

某矿选煤厂年最大处理能力12.0mt/a，年产矸石产量为106.58万t/a；31盘区南翼西部3-1煤厚度为2.6.～4.2m之间，平均煤厚3.2m左右，煤层倾角为0～0.7°，煤层埋深超过600m，具有冲击倾向性。为了减少盘区区段平巷掘进量，同时防治冲击地压，设计在其中布置一组南北向的大巷，大巷分别为盘区回风大巷3、盘区辅运大巷2、盘区运煤大巷1；再在大巷东翼间隔布置充填开采工作面和综采工作面，工作面推进长度约为1.3km左右。具体包括以下步骤：

a.在采区内掘进一号充填开采工作面运煤巷5和一号充填开采工作面回风巷4，其中，一号充填开采工作面回风巷4与采盘区回风大巷3相连，一号充填开采工作面运煤巷5与采区运煤大巷1相连；

b.在一号充填开采工作面运煤巷5和一号充填开采工作面回风巷4之间掘进一号充填开采工作面开切眼6，形成完整通风回路；

c.一号充填开采工作面7采用前进式充填开采，利用采煤机截割出一号充填开采工作面回风巷4一号充填开采工作面运煤巷5，并对两侧巷道实施沿空留巷；

d.一号充填开采工作面7回采完毕后，距离一号充填开采工作面7一定距离布置二号充填开采工作面10，二号充填开采工作面10采用前进式开采，利用采煤机截割出二号充填开采工作面运煤巷9和二号充填开采工作面回风巷8，并对工作面两侧巷道实施沿空留巷；

e.二号充填开采工作面10回采完毕后，在一号充填工作运煤巷5和二号充填开采工作面回风巷8之间掘进一号综采工作面开切眼12，形成一号综采工作面11完整通风回路；一号综采工作面11利用一号充填开采工作面运煤巷5和二号充填开采工作面回风巷8进行后退式开始，垮落法管理顶板；

f.距离二号充填开采工作面10一定距离布置三号充填开采工作面15，三号充填开采工作面15采用前进式开采，利用采煤机截割出三号充填开采工作面运煤巷14和三号充填开采工作面回风巷13，并对工作面两侧巷道实施沿空留巷；

g重复上述e～f过程完成整个开采区段的煤层回采。

所述充填开采工作面采用矸石综合机械化充填方式，地面洗选矸石经运输和破碎后通过投放井到达井下，经各级输送机运输到充填开采工作面，再通过悬吊在工作面支架后顶梁上的底卸式刮板输送机充填到采空区。

所述充填开采工作面采用墩柱混凝土作为巷旁支护体。

所述充填开采工作面面长为80m。

所述综采工作面面长为180m。

采用该发明的开采工艺，采区所有工作面无需预先掘进区段平巷，大大降低了采区巷道掘进工程量；由于采空区采用了矸石充填，使上覆顶板三带发展高度明显降低，矿压显现显著减弱，从而使得沿空留巷相对容易，并同时降低了邻近工作面煤体的矿山压力；当回采两个充填开采工作面之间的综采工作面时，动压现象明显减少，较为有效的防治了冲击地压。