【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤炭开采，尤其涉及一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法。
技术介绍
1、随着煤炭资源开采逐渐向深部转移，多数资源枯竭型矿井已经进入残余保护煤柱回收阶段。与常规的充填开采工作面不同的是，残余煤柱回收时，仅需要对矿井区域内重要设施下的开采区域进行充填，保持矿井主要系统的正常运行即可。如果采用专用的充填支架进行充填开采，在工作面回采到井筒等重要保护煤柱边界之前，需要将该区域的综采支架撤换为专用充填支架进行充填开采，主要存在以下不足：(1)需要高昂的充填支架购置费用，还需要将现有综采支架进行特殊改造以适配充填开采设备，许多资源枯竭矿井不愿意过多投入此类成本；(2)对于仅有的个别工作面需要充填开采的矿井而言，煤炭采出带来的利润远低于采购专用充填支架的费用，无经济性可言；(3)采用专用充填支架进行充填开采需要将现有的综采支架替换，旧设备的拆除、新设备的安装和调试周期较长，影响采掘接替计划。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服
技术介绍
中的问题，提供了一种长壁工作面利用常规综采支架回收残余保护煤柱垮落与充填协同开采的充填开采方法，能够在保证矿井主要生产系统正常运行的条件下，降低投资成本、缩短煤柱回收周期和增加企业综合收益。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用技术方案具体为：一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，包括如下步骤：
3、s1：在工作面推进至风井保护煤柱边界之前，在距充填边界l2、l2+l3位置在辅助回风巷内，垂直
4、s2：工作面距离联络巷煤壁l1时，工作面缩面至回风巷继续向前进行垮落开采；
5、s3：对回风巷进行沿空留巷并对采空区进行永久密闭；
6、s4：充填区域顶板采用聚酯纤维柔性网进行维护；
7、s5：充填区域顶板采用全锚索支护，锚索在两架支架之间施工，工作面每割一刀煤，在工作面架前将卷起的柔性网向顶板铺设一刀煤的宽度后，开始在架前施工顶板锚索；
8、s6：工作面割煤、架前进行铺网和锚索施工完成后，支架从机尾开始顺序移架，紧跟移架完成后的支架后方，进入采空区开始架设铰接顶梁和单体液压支柱；
9、s7：工作面每割一刀煤，支架前方进行铺网和锚索支护后，在支架后方循环支设单体液压支柱，然后继续向前割煤，进行锚索+聚酯纤维柔性网顶板支护，支架后方第三排单体架设完成后，开始从回风巷侧进入架后进行木垛架设工序；
10、s8：木垛架设完成后，将木垛靠近工作面侧的单体拆除和转移，并对临时支护单体液压支柱进行加密作为充填袋阻挡结构体，然后沿工作面长度方向上，在加密单体及木垛靠近工作面侧顺序间隔挂设阻挡钢筋网；
11、s9：侧向阻挡钢筋网吊挂完成后，开始间隔顺序吊挂充填袋；
12、s10：第一轮充填体充填袋吊挂完成后，浆液泵送至充填袋内进行浇筑，第一轮充填完成后，拆除充填体两端单体液压支柱，进行该循环内的第二轮充填体立模、挂袋和充填工序；
13、s11：初始充填完成后，进行循环充填，在此过程中，将上一循环的用于护模的阻挡单体液压支柱及充填袋吊挂区域的单体液压支柱和金属铰接顶梁拆除，搬运至支架尾梁后方准备临时支护及本循环充填袋外侧阻挡单体进行加密；
14、s12：挂阻挡钢筋网及充填袋，泵站开始注浆充填。
15、进一步地，所述步骤s1中：
16、水压致裂钻孔的角度、长度及压裂点的位置根据煤岩层综合柱状图中坚硬顶板的所在标高、坚硬顶板岩性、充填开采的范围和水压致裂裂缝扩展范围确定；
17、钻孔的位置根据周期来压长度及压裂扩展范围确定，l3取工作面垮落开采阶段周期来压的1/2；
18、进一步地，所述步骤s3中：
19、沿空留巷巷旁充填体及采空区永久密闭墙采用高水材料进行浇筑；
20、沿空留巷巷旁充填体宽度d1的实际设计根据留巷使用要求及实际生产地质条件确定；
21、沿空留巷充填步距d2根据工作面推进速、采空区充填步距和顶板条件综合确定；
22、采空区永久密闭墙厚度d3根据《煤矿安全规程》确定，采空区永久密闭墙宽度可按公式(1)计算
23、d4＝a+2b (1)
24、其中，d4-采空区永久密闭墙宽度，
25、a-通过巷道宽，
26、b-两侧开槽宽度。
27、进一步地，所述步骤s5中：
28、工作面充填与垮落开采交界区域的顶板锚索全部采用长锚索，工作面沿推进方向上，初始五排的锚索全部采用长锚索；
29、在充填区域内，前五排长锚索的间排距为d5×l5，后面采用长、短锚索五花布置时，长、短锚索的间排距为l10×2l5，l10＝2d5，其中，沿工作面长度方向，挂网长锚索的间距为支架宽度d5；沿工作面推进方向，挂网长锚索的间距为l5。
30、进一步地，所述步骤s6中：
31、顶梁沿工作面长度方向布置，顶梁伸入尾梁上方，单体液压支柱与金属铰接顶梁端头之间留有间隙，并依次向机头方向架设；
32、单体液压支柱与金属铰接顶梁的间距为支架宽度d5，排距为l5。
33、进一步地，所述步骤s7中：
34、木垛架设前，依次将木垛架设区域靠近采空区侧的第一排单体液压支柱及金属铰接顶梁拆除并转移至支架尾梁后方进行临时支护，木垛沿工作面倾向宽度为l8，沿工作面推进方向为l5，高度h，木垛间距(中对中)为支架宽度d5。
35、进一步地，所述步骤s8中：
36、木垛靠近工作面侧的单体液压支柱转移至第三排单体液压支柱中间；
37、加密单体的间距调整为d5/2。
38、进一步地，所述步骤s9中：
39、从运输巷开始对充填袋编号，奇数编号1#、3#、5#、7#、……为第一轮，偶数编号2#、4#、6#、8#、……为第二轮，每吊挂一个充填袋，在其两端各挂一个宽度为l5的阻挡钢筋网，然后用单体液压支柱进行端头支护，单体液压支柱间距为l5/4。
40、进一步地，所述步骤s10中：
41、初始充填按照“一采一充”的充填步距，即l5，连续充填三个步距。
42、进一步地，所述步骤s11中：
43、所述采空区循环充填工艺为：初始充填完成后，支架后方沿工作面推进方向存在l5的安全行人作业空间，工作面每割一刀煤，在支架前方进行挂网及锚索支护，锚索调整为一排长锚索及一排短锚索交替施工，锚索间排距为l10×2l5，l10＝2d5，每割两刀煤，在架后连续进行两次单体液压支柱+金属铰接顶梁临时支护后，按着设计的正常水灰比进行一个循环的充填。
44、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
45、1、无需购置充填支架，仅需要矿方对现有生产工作面支架操作的相关人员进行简单培训即可进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤S1中：
3.根据权利要求1所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤S3中：
4.根据权利要求1所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤S5中：
5.根据权利要求4所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤S6中：
6.根据权利要求5所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤S7中：
7.根据权利要求6所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤S8中：
8.根据权利要求7所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤S9中：
9.根据权利要求8所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤S10中：<...
【技术特征摘要】
1.一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤s1中：
3.根据权利要求1所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤s3中：
4.根据权利要求1所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤s5中：
5.根据权利要求4所述的一种长壁工作面垮落与充填协同开采的充填开采方法，其特征在于，所述步骤s6中：
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：柏建彪，夏军武，张栋，付豪，卞卡，赵涛，朱前程，王共元，邓敏，
申请(专利权)人：扬州中矿建筑新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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