一种煤矸石井下减排的采空区随采随充方法

本发明属于煤矸石井下减排领域，具体为一种煤矸石井下减排的采空区随采随充方法。

背景技术：

1、煤炭开采在获得资源的同时，也产出了煤矸石，带来了占地、污染等环境问题。随着我国生态文明建设力度不断增强，煤矿区的生态环境保护地位愈发突显。西部是我国煤炭的主产区，高强度开采是该区域煤矿生产的典型特征，由于矿井开采强度大、煤炭产量高，煤矸石排放量也大，带来的环境问题凸显，已成为煤矿区环境保护的重中之重。

2、现有技术中提出将煤矸石研磨成粉，在地面施工注浆钻孔至采空区，将煤矸石排入采空区进行煤矸石减排。但是受西部地形影响，地面很难施工钻孔或者说施工的钻孔位置不理想。同时由于西部矿井的煤层埋深普遍较浅，采动充分度大，采空区残存裂隙空间小，可注性差，排矸量有限；而传统的井下充填开采技术生产能力远远达不到西部高强度开采的需求。因此有必要探索一种在不改变原有采煤工艺的基础上还可以大量处理煤矸石的方法，减少采充干扰。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足，本发明提出一种煤矸石井下减排的采空区随采随充方法，包括如下步骤：

2、a.在工作面倾向上部掘进回风巷道，在工作面倾向下部掘进运输平巷和辅助平巷；运输平巷和辅助平巷之间留设区段煤柱通过区段联络巷连通，回风巷道和运输平巷开切眼连通；

3、优选的，辅助巷道后期作为下一工作面的回风巷道使用。

4、b.超前工作面回采区域，自辅助巷道向工作面上方的顶板内钻进沿倾向的定向注浆钻孔，定向注浆钻孔水平段位于工作面上方顶板岩层内；在定向注浆钻孔内放入外径与定向注浆钻孔裸孔直径匹配的注浆管；

5、优选的，步骤b中，定向注浆钻孔倾斜段位于区段煤柱上方，自辅助巷道向运输巷道侧倾向。

6、优选的，步骤b中，定向注浆钻孔水平段位于直接顶和基本顶的分界面处，且位于基本顶的部分多于位于直接顶的部分。

7、优选的，步骤b中，定向注浆钻孔沿着工作面推进方向间隔分布，间距为一个周期来压的距离，且定向注浆钻孔位于周期破断岩块的走向中部。

8、优选的，步骤b中，注浆管在水平段内为花管。

9、优选的，步骤b中，在本工作面生产时，在辅助巷道内铺设轨道，并且将注浆泵、打孔钻机分别固定于可在轨道上运行的底座上。

10、c.进行工作面回采，当揭露某注浆管时，通过该注浆管进行注浆充填采空区，如此往复直至完成整个工作面随采随充工作。

11、优选的，步骤c中，当某注浆管所在的岩块垮落至采空区时，停止该注浆管的注浆工作。

12、优选的，步骤c中，注浆材料选择煤矸石研磨成粉后与水拌合的浆体；所述矸石来自井下回采工作面和掘进工作面，并在井下直接研磨成粉，所述水来自井下涌水和井下生产废水。

13、优选的，步骤c中，在液压支架后方设置挡护装置。

14、有益效果：本发明根据西部矿区高强度开采时的工作面布置方式进行采空区随采随充工作，将定向注浆钻孔施工、注浆充填工作布置于辅助巷道内，将定向注浆钻孔沿倾向布置滞后工作面充填，防止采充干扰。定向注浆充填钻孔位于直接顶和基本顶的分界面处、位于周期破断岩块的走向中部保证了注浆充填时间长，注浆覆盖范围广，可以提高注浆充填量。

技术特征：

1.一种煤矸石井下减排的采空区随采随充方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的采空区随采随充方法，其特征在于，辅助巷道后期作为下一工作面的回风巷道使用。

3.根据权利要求1所述的采空区随采随充方法，其特征在于，步骤b中，定向注浆钻孔倾斜段位于区段煤柱上方，自辅助巷道向运输巷道侧倾向。

4.根据权利要求1所述的采空区随采随充方法，其特征在于，步骤b中，定向注浆钻孔水平段位于直接顶和基本顶的分界面处，且位于基本顶的部分多于位于直接顶的部分。

5.根据权利要求1或4所述的采空区随采随充方法，其特征在于，步骤b中，定向注浆钻孔沿着工作面推进方向间隔分布，间距为一个周期来压的距离，且定向注浆钻孔位于周期破断岩块的走向中部。

6.根据权利要求1或4所述的采空区随采随充方法，其特征在于，步骤b中，注浆管在水平段内为花管。

7.根据权利要求1或4所述的采空区随采随充方法，其特征在于，步骤b中，在本工作面生产时，在辅助巷道内铺设轨道，并且将注浆泵、打孔钻机分别固定于可在轨道上运行的底座上。

8.根据权利要求1或4所述的采空区随采随充方法，其特征在于，步骤c中，当某注浆管所在的岩块垮落至采空区时，停止该注浆管的注浆工作。

9.根据权利要求1或4所述的采空区随采随充方法，其特征在于，步骤c中，注浆材料选择煤矸石研磨成粉后与水拌合的浆体；所述矸石来自井下回采工作面和掘进工作面，并在井下直接研磨成粉，所述水来自井下涌水和井下生产废水。

10.根据权利要求1或4所述的采空区随采随充方法，其特征在于，步骤c中，在液压支架后方设置挡护装置。

技术总结
本发明涉及一种煤矸石井下减排的采空区随采随充方法，包括步骤：a.在工作面倾向上部掘进回风巷道，在工作面倾向下部掘进运输平巷和辅助平巷；b.超前工作面回采区域，自辅助巷道向工作面上方的顶板内钻进沿倾向的定向注浆钻孔，定向注浆钻孔水平段位于工作面上方顶板岩层内；在定向注浆钻孔内放入外径与定向注浆钻孔裸孔直径匹配的注浆管；c.进行工作面回采，当揭露某注浆管时，通过该注浆管进行注浆充填采空区，如此往复直至完成整个工作面随采随充工作。本发明根据西部矿区高强度开采时的工作面布置方式进行采空区随采随充工作，避免采充干扰，并可提高注浆排矸量。

技术研发人员：轩大洋,马成卫,许家林
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15