一种适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法技术

一种适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法，对开采形成的待充填区域进行围挡设置，形成充填加固巷道，对充填加固巷道进行顶板支护，以保证充填加固巷道的围岩稳定；将同一井下开采的煤块和矸石作为充填骨料在井下与加固材料混合后形成充填加固材料，运输至待充填区域，由里向外，逐段逐层对所述充填加固巷道进行充填并压实，使待充填区域充填加固材料强度达到与原煤层煤体强度接近程度，相差范围不超过

【技术实现步骤摘要】
一种适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法


[0001]本专利技术涉及煤矿井下充填
，特别涉及一种适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法
。

技术介绍

[0002]上世纪九十年代，为了追求社会经济的快速发展，兴办小煤矿的热潮席卷全国，煤矿数量增长迅速
。
然而，限于开采水平与施工设备落后的原因，使用落后的以掘代采或房柱式采煤工艺，导致相当一部分煤炭未被合理规划开采
、
采出率低，人为造成老巷
、
采空区等困难条件
。
造成大部分的煤炭资源仍然留在地下，造成了极大的资源浪费
。
[0003]随着社会经济发展，煤炭资源开采技术与水平得到较大提高，这就使得重新对遗留在地下的煤炭资源进行回采成为可能
。
[0004]为了实现房柱式采煤方法遗留煤柱回采，需对相关采空区进行充填
。
采空区充填是指利用各种材料将回采空间作为填充空间进行充填
。
当前，采空区充填路径主要是通过在地面建立充填站，在地面充填站生产膏体料浆，然后从地表至充填层位铺设注浆管路，将浆液泵送到采空区进行充填
。
但这种充填方式需在地面建充填站
、
铺设地面注浆管路和实施注浆孔，因此具有建设成本高
、
设备投入大
、
施工周期长等缺点，而且这种充填方式充填的区域无法在重新开采时布置长壁工作面，依然只能依靠房柱式这种落后开采方式开采，严重制约矿井的生产能力和经济效益
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法，以解决现有的充填方法成本高
、
周期长等问题，以及只能适用房柱式等落后开采技术，致使矿井生产效率低下等问题
。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法，对开采形成的待充填区域进行围挡设置，形成充填加固巷道，对所述充填加固巷道进行顶板支护，以保证所述充填加固巷道的围岩稳定，避免出现冒顶事故；将同一井下开采的煤块和矸石作为充填骨料在井下与加固材料混合后形成充填加固材料，运输至待充填区域，由里向外，逐段逐层对所述充填加固巷道进行充填并压实，使待充填区域充填加固材料强度达到与原煤层煤体强度接近程度，相差范围不超过
5%
，以使在煤层布置长壁工作面能够统一液压支架的支护强度
。
[0007]在上述适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法中，所述待充填区域为房柱式采煤法采空区或条带式采煤法采空区
。
[0008]上述适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法包括如下步骤：（
a
）调研
、
收集矿井地质资料，得到待充填区域地质条件
、
顶板支护条件以及遗留
煤柱赋存条件；并进行煤岩体取样，测试煤体强度；（
b
）在所述待充填区域内利用遗留煤柱
、
并设置围挡，保证所述待充填区域形成充填加固巷道，方便进行充填作业；（
c
）对所述待充填区域围岩未支护段或弱支护段进行临时支护或加强支护，保证所述充填加固巷道围岩的稳定；（
d
）在所述待充填区域附近利用空置的巷道或硐室设立井下制料站；（
e
）将矿井掘进或工作面回采出的煤块或者矸石运输到所述井下制料站；（
f
）在所述井下制料站内利用破碎机械将煤块或者矸石按配比将其破碎成一定颗粒大小，形成充填骨料；（
g
）在所述井下制料站内利用搅拌设备对所述充填骨料内均匀注入水，使所述充填骨料湿润，并按一定比例将加固材料撒入所述充填骨料中，与所述充填骨料搅拌均匀，形成充填加固材料；（
h
）利用运输设备将所述充填加固材料运输到所述充填加固巷道，对所述充填加固巷道由里向外逐段逐层充填并压实，直至使所述充填加固巷道内充填加固材料强度达到与原煤层煤体强度接近程度，相差范围不超过
5%。
[0009]在上述适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法中，所述按一定比例将加固材料撒入骨料中，是针对具体的原煤层煤体强度，通过实验确定加固材料与所述充填骨料之间的混合比例，使得所述充填骨料在加入所述加固材料凝结后达到原煤层煤体强度接近程度，相差范围不超过
5%。
[0010]在上述适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法中，所述对充填加固巷道由里向外逐段逐层充填并压实，是将所述充填加固材料在所述充填加固巷道内以
50
‑
100cm
为一层，逐层铺设压实直至充满整个所述充填加固巷道，同时将所述充填加固材料在所述充填加固巷道内以5‑
10m
为一充填段由里向外逐段充填，直至充满整个所述充填加固巷道
。
[0011]在上述适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法中，所述利用运输设备将充填骨料运输到所述充填加固巷道，是根据所述井下制料站与所述充填加固巷道的位置关系，使用柔性运输机将所述充填加固材料运输至所述充填加固巷道
。
[0012]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
①
本专利技术提供的适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法，由于充填骨料是从井下取得的煤块和矸石，不仅避免了在地面建立充填站，在地面充填站生产膏体料浆，然后从地表至充填层位铺设注浆管路，而且由于充填后煤体强度接近原煤层煤体强度，能够统一液压支架支护强度，还能够通过布置长壁工作面对残留煤体进行开采，因此，本专利技术不仅能够快速，且低成本的对待充填区域进行充填，还能快速高效地将残留煤体采出，极大地提高了矿井生产能力和经济效益
。
[0013]②
本专利技术提供的适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法，由于先通过加固材料与煤体和矸石进行混合形成充填材料，使得充填材料强度与原煤层煤体强度接近，然后再通过对充填巷道逐层逐段地进行充填并压实，因此，本专利技术能够高效的使充填后煤层强度与原煤层强度接近
。
[0014]③
本专利技术提供的适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法，由于
充填后，充填材料与周围煤体一起通过长壁开采方法采出，并不作为对周围回采的预留煤柱使用，不要求充填后材料达到能够支承顶板的程度，因此，本专利技术充填效率更高，充填成本更低
。
同时，本专利技术虽然也存在运输环节，但由于是固体充填材料，因此，运输也非常高效快速便利
。
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法，其特征在于：对开采形成的待充填区域进行围挡设置，形成充填加固巷道（1），对所述充填加固巷道（1）进行顶板支护，以保证所述充填加固巷道（1）的围岩稳定，避免出现冒顶事故；将同一井下开采的煤块和矸石作为充填骨料在井下与加固材料混合后形成充填加固材料（2），运输至待充填区域，由里向外，逐段逐层对所述充填加固巷道（1）进行充填并压实，使待充填区域充填加固材料（2）强度达到与原煤层煤体强度接近程度，相差范围不超过
5%
，以使在煤层布置长壁工作面能够统一液压支架的支护强度
。2.
根据权利要求1所述的适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法，其特征在于：所述待充填区域为房柱式采煤法采空区（3）或条带式采煤法采空区（4）
。3.
根据权利要求1‑2所述的适用于长壁开采的井下固体充填快速修复残留煤层的方法，其特征在于：包括如下步骤：（
a
）调研
、
收集矿井地质资料，得到待充填区域地质条件
、
顶板支护条件以及遗留煤柱（5）赋存条件；并进行煤岩体取样，测试煤体强度；（
b
）在所述待充填区域内利用遗留煤柱（5）
、
并设置围挡（6），保证所述待充填区域形成充填加固巷道（1），方便进行充填作业；（
c
）对所述待充填区域围岩未支护段或弱支护段进行临时支护或加强支护，保证所述充填加固巷道（1）围岩的稳定；（
d
）在所述待充填区域附近利用空置的巷道或硐室设立井下制料站（7）；（
e
）将矿井掘进或工作面回采出的煤块或者矸石运输到所述井下制料站（7）；（
f
）在所述井下制料站（7）内利用破碎机械将煤块或...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫少宏，路洋波，
申请(专利权)人：中矿先进北京采矿技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：