一种基于膏体充填的遗煤资源采区上山煤柱直接回采方法

1.本发明涉及煤矿走向长壁开采领域，具体为一种采用膏体进行局部充填实现采区内遗煤资源开采的方法。


背景技术：

2.走向长壁采煤法是我国煤炭资源开采过程中最常用的开采方法，其沿着煤层的走向在采区两翼设置回风平巷和运输平巷，构成回采空间，同时在采区中部沿着倾向布置采区上山以将回风平巷和运输平巷与运输大巷、回风大巷连通。一个采区布置有多个整齐规划的走向长壁工作面，因此采区上山服务的年限较久，会留设保护煤柱来减小两翼的长壁工作面回采对采区上山的影响，这严重浪费了煤炭资源。而若是在矿井末期进行复采，需要对原有的运输大巷、回风大巷进行补充支护，且由于采区上山煤柱为两侧采空的孤岛工作面，受矿压等影响回采难度大，目前主要采用部分回采方式，而部分回采的回采率不足40％。因此急需一种解决上述采区上山煤柱回采的方法以解决煤炭资源浪费的问题。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于膏体充填的遗煤资源采区上山煤柱直接回采方法，包括如下步骤：
4.s1，在沿走向布置的运输大巷、回风大巷之间沿走向依次布置若干个采区，采区采用两翼布置方式，即在采区的走向中部布置沿倾向的采区上山，采区上山包括布置于煤层内的右侧的运输上山和左侧的轨道上山，运输上山、轨道上山下部与运输大巷连通，上部与回风大巷连通；
5.优选的，通过h型回风联络巷连接采区上山与回风大巷。
6.s2，采区左右两翼内沿走向在煤层内掘进运输平巷和回风平巷，并开切眼将两者连通，运输平巷的另一端与运输上山连通，回风平巷的另一端与轨道上山连通，通过u型平巷联络巷将运输平巷的另一端同时与轨道上山连通，形成走向长壁工作面；
7.优选的，u型平巷联络巷左侧自轨道上山向上连通至左翼的运输平巷，u型平巷联络巷右侧自轨道上山经底部岩层绕过运输上山连通至右翼的运输平巷。
8.优选的，左翼的运输平巷在靠近轨道上山处经顶部的岩层绕过轨道上山连接至运输上山。
9.s3，采区内自上而下左右交替进行走向长壁工作面的回采，在上部的走向长壁工作面回采时，同时进行下部走向长壁工作面的掘进工作；
10.优选的，采用沿空留巷技术，即上一工作面的运输平巷作为下一工作面的回风平巷使用，此时仅需掘进下一工作面的运输平巷，且该下一工作面的回风平巷通过u型平巷联络巷与轨道上山连通。
11.s4，将采区两翼的走向长壁工作面分为靠近采区上山的膏体充填区和远离采区上山的长壁回采区，对于长壁回采区采用全部垮落法回采，对于膏体充填区采用膏体充填法
进行充填回采；
12.优选的，膏体充填区的回采充填工作完结时间早于长壁回采区的回采工作完结时间。
13.优选的，在膏体充填区内沿走向依次布置倾向的巷采工作面，采用掘进机掘进采煤实现巷采，先采一留一间隔开采，即每采完一个巷采工作面就留设一个巷采工作面作为临时煤柱进行支撑，每个巷采工作面采后立即进行膏体充填；之后逐一回采留设的作为临时支撑煤柱的巷采工作面，采后立即进行膏体充填；左翼膏体充填区右侧的边界线为轨道上山，右翼膏体充填区左侧的边界线为运输上山，或者在膏体充填区与采区上山之间留设一个巷采工作面作为永久隔离煤柱。
14.s5，重复步骤s3-s4直至整个采区的走向长壁工作面回采完毕；
15.s6，采用封隔墙封隔u型平巷联络巷，切断u型平巷联络巷与其他巷道的联系；采用封隔墙封隔h型回风联络巷使其仅连通轨道上山与回风大巷；
16.s7，将采区上山煤柱布置为倾向的俯斜工作面，以原运输上山作为煤柱工作面运输巷道，以原最上部的回风平巷连接轨道上山和运输上山的那段作为煤柱工作面切眼，以原轨道上山作为煤柱工作面回风巷道，如此形成采区上山煤柱工作面，采用全部垮落法自上而下回采，同时采用沿空留巷技术保留煤柱工作面回风巷道进行回风。
17.有益效果：本发明采用沿空留巷技术解决了工作面之间遗留煤柱的问题，同时在采区两翼紧靠采区上山布置膏体充填区，使得在采区上山煤柱回收时不构成为孤岛工作面，且可在两翼的走向长壁工作面回采后立即回采采区上山煤柱，实现整个采区不留煤柱回采。另外，本发明创造性的给出了采区上山煤柱的回采方案，将采区上山皆布置于煤层内并紧靠膏体充填区，采区上山两侧不用在留煤柱，只在两者之间留设，运输上山、轨道上山分别作为采区上山煤柱回采时的运输巷道、回风巷道使用，之后配合沿空留巷技术采用两进一回的通风方案，大大节约了巷道掘进工作量，提高了采区回采率。
附图说明
18.图1是本发明采区上山煤柱直接回采方法的两翼走向长壁工作面回采期示意图；
19.图2是本发明采区上山煤柱直接回采方法的采区上山煤柱工作面布置示意图；
20.图3是本发明采区上山煤柱直接回采方法的采区上山煤柱工作面回采期示意图；
21.图中：运输大巷1、回风大巷2、运输上山3、轨道上山4、回风联络巷5、运输平巷6、回风平巷7、切眼8、u型平巷联络巷9、走向长壁工作面10、长壁回采区11、膏体充填区12、停采线13、充填分界线14、巷采工作面15、采空区16；
22.采区上山煤柱工作面a1、煤柱工作面运输巷道a2、煤柱工作面切眼a3、煤柱工作面回风巷道a4、封隔墙a5。
具体实施方式
23.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行更为详细的描述。
24.如图1-3所示，一种基于膏体充填的遗煤资源采区上山煤柱直接回采方法，包括如下步骤：
25.s1，在沿走向布置的运输大巷1、回风大巷2之间沿走向依次布置若干个采区(图1
中仅示意出1个采区)，采区采用两翼布置方式，即在采区的走向中部布置沿倾向的采区上山，采区上山包括布置于煤层内的右侧的运输上山3和左侧的轨道上山4，运输上山3、轨道上山4下部与运输大巷1连通，上部与回风大巷2连通；
26.优选的，通过h型回风联络巷5连接采区上山与回风大巷2。
27.s2，采区左右两翼内沿走向在煤层内掘进运输平巷6和回风平巷7，并开切眼8将两者连通，运输平巷6的另一端与运输上山3连通，回风平巷7的另一端与轨道上山4连通，通过u型平巷联络巷9将运输平巷6的另一端同时与轨道上山4连通，形成走向长壁工作面10；
28.优选的，u型平巷联络巷9左侧自轨道上山4向上连通至左翼的运输平巷6，u型平巷联络巷9右侧自轨道上山4经底部岩层绕过运输上山3连通至右翼的运输平巷6。
29.优选的，左翼的运输平巷6在靠近轨道上山4处经顶部的岩层绕过轨道上山4连接至运输上山3。
30.s3，采区内自上而下左右交替进行走向长壁工作面10的回采，在上部的走向长壁工作面10回采时，同时进行下部走向长壁工作面10的掘进工作；
31.优选的，采用沿空留巷技术，即上一工作面的运输平巷作为下一工作面的回风平巷使用，此时仅需掘进下一工作面的运输平巷6，且该下一工作面的回风平巷7通过u型平巷联络巷9与轨道上山4连通。
32.s4，将采区两翼的走向长壁工作面10分为靠近采区上山的膏体充填区12和远离采区上山的长壁回采区11(分界位置见图1中14)，对于长壁回采区11采用全部垮落法回采，对于膏体充填区12采用膏体充填法进行充填回采；
33.优选的，膏体充填区12的回采充填工作完结时间早于长壁回采区11的回采工作完结时间。
34.优选的，在膏体充填区12内沿走向依次布置倾向的巷采工作面15，采用掘进机掘进采煤实现巷采，先采一留一间隔开采，即每采完一个巷采工作面15就留设一个巷采工作面15作为临时煤柱进行支撑，每个巷采工作面15采后立即进行膏体充填；之后逐一回采留设的作为临时支撑煤柱的巷采工作面15，采后立即进行膏体充填；最终在采区上山两侧膏体充填区12内充填成膏体充填体，左翼膏体充填区右侧的边界线为轨道上山4，右翼膏体充填区左侧的边界线为运输上山3，即走向长壁工作面10的停采线13为采区上山，或者在膏体充填区12与采区上山之间留设一个巷采工作面作为永久隔离煤柱(宽约4-5米)。
35.s5，重复步骤s3-s4直至整个采区的走向长壁工作面10回采完毕；此时采区内仅剩下采区上山煤柱，也是现有采区布置时遗弃的煤炭资源；
36.s6，采用封隔墙a5封隔u型平巷联络巷9，切断u型平巷联络巷9与其他巷道的联系；采用封隔墙a6封隔h型回风联络巷5使其仅连通轨道上山4与回风大巷2；
37.s7，将采区上山煤柱布置为倾向的俯斜工作面，以原运输上山3作为煤柱工作面运输巷道a2，以原最上部的回风平巷7连接轨道上山4和运输上山3的那段作为煤柱工作面切眼a3，以原轨道上山4作为煤柱工作面回风巷道a4，如此形成采区上山煤柱工作面a1，采用全部垮落法自上而下回采，同时采用沿空留巷技术保留煤柱工作面回风巷道a4进行回风。
38.在进行采区两翼的走向长壁工作面10回采时，运煤路径为：回采区采下的煤经运输平巷6、运输上山3、运输大巷1运出；行人和运料的路径：最上部的走向长壁工作面为经运输大巷1、轨道上山4、回风平巷7进入回采区，其余的走向长壁工作面为经运输大巷1、轨道
上山4、u型平巷联络巷9、回风平巷7进入回采区；通风路径为：最上部的走向长壁工作面为新鲜的风经运输大巷1、轨道上山4、u型平巷联络巷9、运输平巷6进入回采区，之后变成浊风，经回风平巷7、回风联络巷5、回风大巷2排出；其余的走向长壁工作面为新鲜的风经运输大巷1、轨道上山4、u型平巷联络巷9、运输平巷6进入回采区，之后变成浊风，经回风平巷7、u型平巷联络巷9、轨道上山4、回风联络巷5、回风大巷2排出；
39.在进行采区上山煤柱工作面a1回采时，运煤路径为：回采区采下的煤经煤柱工作面运输巷道a2直接进入运输大巷1；行人和运料的路径为：经运输大巷1、煤柱工作面回风巷道a4进入回采区；通风路径为：新鲜的风经运输大巷1、煤柱工作面运输巷道a2和煤柱工作面回风巷道a4进入回采区，之后变成浊风，经煤柱工作面回风巷道a4沿空留巷部分、回风联络巷5、回风大巷2排出；
40.通风时通过设置风门、风窗这些本领域公知的手段进行风路的变向、变径，通过设置风机进行局部通风。
41.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。