專利名稱：一種預(yù)掘兩巷前進(jìn)式固體充填采煤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦一種預(yù)掘兩巷前進(jìn)式固體充填采煤方法，尤其適用于綜合機(jī)械化 固體充填開采近水平中厚煤層的無煤柱沿空留巷工作面。
背景技術(shù)：
綜合機(jī)械化固體物料充填采煤技術(shù)是充填開采技術(shù)的一項(xiàng)革命性技術(shù)，該技術(shù)自 其研發(fā)以來，已在我國(guó)平頂山(村莊下)、濟(jì)寧(密集村莊群下)、兗州(大型河堤下)、皖北(四 含水體下)、開灤(鐵路網(wǎng)下)等10多個(gè)礦區(qū)20多個(gè)工作面進(jìn)行廣泛的工業(yè)性推廣，該技術(shù) 在提高煤炭資源回收率；利用礦區(qū)固體物料以及保護(hù)礦區(qū)建(構(gòu))筑物、土地、水體和生態(tài)環(huán) 境等方面具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成為解放“三下”壓煤及其它呆滯煤炭資源的首選技術(shù)。由 于該技術(shù)是通過固體物料密實(shí)充填采空區(qū)來控制采場(chǎng)上覆巖層的移動(dòng)，從而控制礦壓顯現(xiàn) 及地表沉陷，所以，采空區(qū)密實(shí)充填效果是該技術(shù)成功實(shí)施的關(guān)鍵。但由于固體充填采煤設(shè) 備及充填技術(shù)本身工藝的限制，充填技術(shù)對(duì)煤層的傾角變化適應(yīng)性具有一定局限性，而且 要求固體充填采煤工作面盡量仰采俯充(仰斜采煤，俯斜充填)布置，所以在特定的地質(zhì)條 件下，應(yīng)用充填技術(shù)遇到挑戰(zhàn)。通常情況下，綜合機(jī)械化采煤工作面后退式布置，沿區(qū)段邊 界向運(yùn)輸上山(或軌道上山)的方向推進(jìn)，但是若該走向上煤層傾角變化比較大，即需要俯 采仰充(俯斜采煤，仰斜充填)布置充填采煤工作面時(shí)，充填技術(shù)的應(yīng)用效果則無法保證。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)中的不足之處，提供一種操作簡(jiǎn)單、煤炭 資源回收率高以及充填效果易于控制的預(yù)掘兩巷前進(jìn)式固體充填采煤方法。
技術(shù)方案本發(fā)明的預(yù)掘兩巷前進(jìn)式固體充填采煤方法，包括如下步驟a.從運(yùn)煤上山開切口，并在煤體內(nèi)從上山至區(qū)段邊界方向掘進(jìn)形成預(yù)掘運(yùn)輸巷；b.從軌道上山開切口，并在煤體內(nèi)從上山至區(qū)段邊界方向掘進(jìn)形成預(yù)掘軌道巷；c.從預(yù)掘運(yùn)輸巷或預(yù)掘軌道巷開切口，形成聯(lián)絡(luò)巷，貫通預(yù)掘運(yùn)輸巷與預(yù)掘軌道巷；d.預(yù)留保護(hù)煤柱，自保護(hù)煤柱邊界處開切眼，并在切眼內(nèi)布置由采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、 充填采煤液壓支架、多孔底卸式輸送機(jī)、升降平臺(tái)構(gòu)成的工作面充填采煤設(shè)備；e.在預(yù)掘運(yùn)輸巷布置由破碎機(jī)、運(yùn)煤轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)煤帶式輸送機(jī)構(gòu)成的巷內(nèi)采煤設(shè)備；f.在預(yù)掘軌道巷中布置由自移式轉(zhuǎn)載輸送機(jī)、運(yùn)矸帶式輸送機(jī)構(gòu)成的巷內(nèi)充填設(shè)備；g.從上山至區(qū)段邊界方向前進(jìn)式推進(jìn)充填采煤工作面，實(shí)施一個(gè)步距采煤、充填作業(yè)，h.隨著工作面的采煤充填作業(yè)，在預(yù)掘運(yùn)輸巷和預(yù)掘軌道巷內(nèi)構(gòu)筑巷旁充填體，完成 一個(gè)步距沿空留巷作業(yè)；1.重復(fù)步驟g、h，繼續(xù)下一個(gè)步距的采煤、充填、沿空留巷漸進(jìn)循環(huán)作業(yè)，直至完成一 個(gè)工作面的采煤、充填、沿空留巷作業(yè)。
有益效果本發(fā)明有效解決了資源緊缺礦井實(shí)施充填開采過程中后退式布置俯采仰充工作面無法保障充填效果的技術(shù)難題；采用雙巷沿空留巷技術(shù)，完全實(shí)現(xiàn)了無煤柱開 采，提高了煤炭資源回收率；通過前進(jìn)式布置仰采俯充工作面，使受地質(zhì)條件限制的礦井實(shí) 施綜合機(jī)械化固體充填開采成為現(xiàn)實(shí)。本發(fā)明由于采用固體物料充填采空區(qū)，有效地限制 了采場(chǎng)上覆巖層的活動(dòng)范圍，有效控制了礦壓顯現(xiàn)與地表沉陷，保障了地面建構(gòu)筑物的安 全使用，在解放“三下”壓煤方面凸現(xiàn)出了獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。


圖1是本發(fā)明的工藝流程狀態(tài)圖1 ;圖2是本發(fā)明的工藝流程狀態(tài)圖1I ；圖3是本發(fā)明的工作面布置圖。
圖中1-運(yùn)輸上山，2-軌道上山，3-預(yù)掘運(yùn)輸巷,4-預(yù)掘軌道巷,5-留巷運(yùn)輸巷, 6-留巷軌道巷，7-切眼,8-保護(hù)煤柱，9-巷芳充填體，10-米空區(qū)充填體，11-多孔底卸式輸 送機(jī),12-運(yùn)煤帶式輸送機(jī),13-運(yùn)砰帶式輸送機(jī),14-充填米煤液壓支架，15-自移式轉(zhuǎn)載輸 送機(jī)，16-采煤機(jī)，17-夯實(shí)機(jī)構(gòu)，18-前部刮板輸送機(jī)，19-卸料口，20-充填采煤液壓支架后 頂梁，21-聯(lián)絡(luò)巷，22-保護(hù)煤柱邊界，23-升降平臺(tái)，24-破碎機(jī)，25-運(yùn)煤轉(zhuǎn)載輸送機(jī)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步的描述本發(fā)明的預(yù)掘兩巷前進(jìn)式固體充填采煤方法首先從運(yùn)煤上山I開切口，并在煤體內(nèi) 自上山至區(qū)段邊界方向掘進(jìn)以形成預(yù)掘運(yùn)輸巷3 ;從軌道上山2開切口，并在煤體內(nèi)自上山 至區(qū)段邊界方向掘進(jìn)形成預(yù)掘軌道巷4 ;當(dāng)兩預(yù)掘巷道掘進(jìn)至區(qū)段邊界時(shí)，停止掘進(jìn)；然后 從預(yù)掘運(yùn)輸巷3或預(yù)掘軌道巷4開切口，形成聯(lián)絡(luò)巷21，以貫通預(yù)掘運(yùn)輸巷3與預(yù)掘軌道巷4;預(yù)掘運(yùn)輸巷3進(jìn)風(fēng)，預(yù)掘軌道巷4回風(fēng)，以形成初始的通風(fēng)系統(tǒng)；預(yù)留保護(hù)煤柱8，自上山保護(hù)煤柱邊界22處開切眼7，同樣貫通預(yù)掘運(yùn)輸巷3與預(yù)掘軌 道巷4，形成充填采煤工作面的通風(fēng)系統(tǒng)；并在切眼7內(nèi)布置采煤機(jī)16、刮板輸送機(jī)18、充 填采煤液壓支架14、多孔底卸式輸送機(jī)11、升降平臺(tái)23工作面關(guān)鍵充填采煤設(shè)備；在預(yù)掘 運(yùn)輸巷3內(nèi)布置破碎機(jī)24、運(yùn)煤轉(zhuǎn)載機(jī)25、運(yùn)煤帶式輸送機(jī)12巷內(nèi)關(guān)鍵采煤設(shè)備；在預(yù)掘 軌道巷4中布置自移式轉(zhuǎn)載輸送機(jī)15、運(yùn)矸帶式輸送機(jī)13巷內(nèi)關(guān)鍵充填設(shè)備；設(shè)備安裝完 畢后，開始前進(jìn)式推進(jìn)充填采煤工作面，實(shí)施采煤、充填、沿空留巷漸進(jìn)循環(huán)作業(yè)，完成仰采 俯充工藝流程；采煤、充填、沿空留巷漸進(jìn)循環(huán)作業(yè)的具體步驟按照正規(guī)循環(huán)，首先啟動(dòng)采煤機(jī)16， 進(jìn)行正常進(jìn)尺(截深O. 6m)割煤，然后依次前移充填采煤液壓支架14、刮板輸送機(jī)18及留巷 運(yùn)輸巷5內(nèi)的運(yùn)輸設(shè)備，完成采煤工序；然后依次啟動(dòng)懸掛在充填采煤液壓支架后頂梁20 下的多孔底卸式輸送機(jī)11、自移式轉(zhuǎn)載機(jī)15、運(yùn)矸帶式輸送機(jī)13及留巷軌道巷6內(nèi)的運(yùn)輸 設(shè)備進(jìn)行固體物料(矸石、粉煤灰等)的輸送；啟動(dòng)充填采煤液壓支架14上的夯實(shí)機(jī)構(gòu)17， 對(duì)多孔底卸式輸送機(jī)卸料口 19卸下的固體物料進(jìn)行夯實(shí)接頂，完成采空區(qū)充填體10的充 填工序；隨著工作面的采煤充填作業(yè)，在兩巷內(nèi)通過人工壘砌矸石袋或者澆筑混凝土等形 式構(gòu)筑巷旁充填體9,分別形成新的留巷運(yùn)輸巷5與留巷軌道巷6,以完成該步距內(nèi)的沿空 留巷工序；然后再下一個(gè)步距里依次重復(fù)以上采煤工序、充填工序以及沿空留巷工序的步驟，以循環(huán)完成采煤、充填、沿空留巷漸進(jìn)循環(huán)作業(yè)；充填采煤工作面不斷仰采俯充，前進(jìn)式 推進(jìn)至區(qū)段邊界，完成本區(qū)段的煤炭回采工作，然后接替至下一個(gè)工作面。
權(quán)利要求
1. 一種預(yù)掘兩巷前進(jìn)式固體充填采煤方法，其特征在于包括如下步驟a.從運(yùn)煤上山(I)開切口，并在煤體內(nèi)從上山至區(qū)段邊界方向掘進(jìn)形成預(yù)掘運(yùn)輸巷(3)；b.從軌道上山(2)開切口，并在煤體內(nèi)從上山至區(qū)段邊界方向掘進(jìn)形成預(yù)掘軌道巷(4)；c.從預(yù)掘運(yùn)輸巷(3)或預(yù)掘軌道巷(4 )開切口，形成聯(lián)絡(luò)巷(21)，貫通預(yù)掘運(yùn)輸巷(3 ) 與預(yù)掘軌道巷(4);d.預(yù)留保護(hù)煤柱(8)，自保護(hù)煤柱邊界(22)處開切眼(7)，并在切眼(7)內(nèi)布置由采煤機(jī)(16)、刮板輸送機(jī)(18)、充填采煤液壓支架(14)、多孔底卸式輸送機(jī)(11)、升降平臺(tái)(23) 構(gòu)成的工作面充填采煤設(shè)備；e.在預(yù)掘運(yùn)輸巷(3)布置由破碎機(jī)(24)、運(yùn)煤轉(zhuǎn)載機(jī)(25)、運(yùn)煤帶式輸送機(jī)(I2)構(gòu)成的巷內(nèi)采煤設(shè)備；f.在預(yù)掘軌道巷(4)中布置由自移式轉(zhuǎn)載輸送機(jī)(15)、運(yùn)矸帶式輸送機(jī)(13)構(gòu)成的巷內(nèi)充填設(shè)備；g.從上山至區(qū)段邊界方向前進(jìn)式推進(jìn)充填采煤工作面，實(shí)施一個(gè)步距采煤、充填作業(yè)，h.隨著工作面的采煤充填作業(yè)，在預(yù)掘運(yùn)輸巷(3)和預(yù)掘軌道巷(4)內(nèi)構(gòu)筑巷旁充填體(9)，完成一個(gè)步距沿空留巷作業(yè)；1.重復(fù)步驟g、h，繼續(xù)下一個(gè)步距的采煤、充填、沿空留巷漸進(jìn)循環(huán)作業(yè)，直至完成一個(gè)工作面的采煤、充填、沿空留巷作業(yè)。
全文摘要
一種預(yù)掘兩巷前進(jìn)式固體充填采煤方法，回采巷道采用預(yù)掘巷作為進(jìn)回風(fēng)巷道、采用沿空留巷巷道作為充填物料與煤炭的運(yùn)輸巷道的布置方式；煤炭回采與采空區(qū)回填采用綜合機(jī)械化固體充填采煤工藝；以充填采煤工作面背向采區(qū)運(yùn)煤上山方向推進(jìn)開采順序的采煤方法。預(yù)掘巷在工作面回采之前掘進(jìn)形成，隨工作面向前充填采煤推進(jìn)作業(yè)的同時(shí)，利用優(yōu)化設(shè)計(jì)的巷旁充填體形成沿空留巷巷道。本采煤方法工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)上完全實(shí)現(xiàn)了無煤柱開采，煤炭資源回采率高，不僅有效解決了資源緊缺礦井實(shí)施充填開采過程中后退式布置俯采仰充工作面無法保障充填效果的技術(shù)難題，而且通過前進(jìn)式布置仰采俯充工作面，使受地質(zhì)條件限制的礦井實(shí)施綜合機(jī)械化固體充填開采成為現(xiàn)實(shí)。
文檔編號(hào)E21C41/16GK102996131SQ20121052703
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者張吉雄, 張強(qiáng), 鄧雪杰, 周楠, 姜海強(qiáng), 汪賀 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)