一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法
【專利摘要】本發(fā)明屬采煤設(shè)備的應(yīng)用及采煤方法的【技術(shù)領(lǐng)域】，為了解決現(xiàn)有“三下”壓煤充填其成本高、效率低，與之配套的充填材料多為固體充填料，運輸工程量大，充填速度慢，運輸和填充較難匹配和同步，充填后采空區(qū)密實效果不理想等問題，提供一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法，對開采區(qū)域中部布置主、輔巷，兩條巷間隔采用聯(lián)絡(luò)巷貫通，主、輔運巷兩側(cè)布置回采支巷，支巷兩側(cè)布置采硐回采。連續(xù)采煤機在一側(cè)支巷回采，膏體充填系統(tǒng)在另一側(cè)支巷內(nèi)進行采空區(qū)充填。實現(xiàn)了采煤與充填平行作業(yè)，降低煤炭開采對地表建（構(gòu)）筑物以及生態(tài)環(huán)境損害，提高“三下”采煤的經(jīng)濟效益，采充效率高，設(shè)備移動靈活，工藝先進，是十分理想的“三下”壓煤開采方法。
【專利說明】一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于采煤設(shè)備的應(yīng)用及采煤方法的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法，為“三下”壓煤的連續(xù)采煤機開采方法。

【背景技術(shù)】
[0002]充填開采已經(jīng)成為解決“三下”采煤的有效技術(shù)途徑。目前，國內(nèi)與充填開采相配套的采煤技術(shù)主要有巷采(條帶式)、長壁式普采(炮采)和長壁式綜采等三種方式，但在應(yīng)用過程中也存在一些問題和不足，如:充填成本高、效率低，與之配套的充填材料多為固體充填料，運輸工程量大，充填速度慢，運輸和填充較難匹配、同步，充填后采空區(qū)密實效果不理想等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有“三下”壓煤充填其成本高、效率低，與之配套的充填材料多為固體充填料，運輸工程量大，充填速度慢，運輸和填充較難匹配、同步，充填后采空區(qū)密實效果不理想等問題，提供了一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法，采用連續(xù)采煤機短壁開采技術(shù)配合膏體充填技術(shù)解決“三下”壓煤的開采方法，實現(xiàn)“三下”壓煤安全高效開采的同時，嚴格控制巖層移動和地表沉陷，降低煤炭開采對地表建(構(gòu))筑物以及生態(tài)環(huán)境的損害。
[0004]本發(fā)明由如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法:在開采區(qū)域中部布置主、輔運巷，兩側(cè)布置支巷同時作業(yè)，一側(cè)支巷采用連續(xù)采煤機進行煤柱回采，另一側(cè)支巷采用充填管路系統(tǒng)對采空區(qū)進行膏體充填，形成采充平行作業(yè)系統(tǒng)。
[0005]具體步驟為:
(1)巷道布置:在開采區(qū)域中部平行布設(shè)主巷和輔巷，主巷和輔巷之間橫向間隔布設(shè)聯(lián)絡(luò)巷道，貫通主巷和輔巷；在主巷和輔巷的外側(cè)分別布設(shè)回采支巷，回采支巷采硐回采完畢后充填；
(2)布置安裝采掘設(shè)備與充填設(shè)備:工作面落煤、裝煤、運煤采用短壁機械開采的成套裝備；地面布置膏體充填設(shè)備:充填材料儲料倉、充填攪拌站、充填工業(yè)泵、地面充填料運輸管路；井下膏體充填設(shè)備布置:井下膏體充填管路、充填管路控制閥、臨時充填密閉墻；
(3)開采及充填:A.連續(xù)采煤機采掘:回采支巷采用連續(xù)采煤機以斜切進刀方式雙翼或單翼進行割煤，運煤裝置進行支巷內(nèi)煤炭運輸；主運輸巷道內(nèi)布置行走式給料破碎轉(zhuǎn)載機和膠帶輸送機，接收和運輸運煤裝置采運的煤炭，連續(xù)采煤機采完6-8個采硐作為一個循環(huán)結(jié)束，退出連續(xù)采煤機組，進入另一側(cè)回采支巷進行采硐回采；B.采空區(qū)充填:連續(xù)采煤機退出回采支巷后，回采支巷形成采空區(qū)，在已回采的支巷內(nèi)布置膏體充填管路、管路控制閥，在采硐口安設(shè)充填密閉墻封閉采空區(qū)，在充填密閉墻頂部設(shè)充填眼，膏體充填料經(jīng)充填泵加壓后通過充填管路由地面輸送，最終通過充填眼對采空區(qū)進行充填，充填完畢后，密閉充填眼，密實采空區(qū)；
(4)充填系統(tǒng)對采空區(qū)進行膏體充填同時，連續(xù)采煤機進入另一側(cè)支巷進行回采，形成米充平行作業(yè)系統(tǒng)。
[0006]所述短壁機械開采的成套裝備包括連續(xù)采煤機、運煤裝置、行走式給料破碎轉(zhuǎn)載機、膠帶輸送機，運煤裝置為運煤車或梭車中的任意一種。所述回采支巷兩側(cè)或單側(cè)進行采硐回采，然后充填。連續(xù)采煤機膏體充填工藝參數(shù)為:回采支巷和充填支巷寬5.4m，長< 120m，連續(xù)采煤機斜切進刀角度40°?60°，進刀寬度3.3m，進刀長度11m，相鄰的回采支巷、充填支巷及采硐之間不留設(shè)煤柱。
[0007]設(shè)置短壁充填開采區(qū)域:按照“三下”壓煤賦存地質(zhì)條件和規(guī)則形狀，確定工作面主、輔運輸巷道布置方式，雙翼布置回采支巷，采用由里向外逐個支巷回采和充填。支巷內(nèi)采硐布置方式根據(jù)頂?shù)装迩闆r，采用單翼或雙翼布置方式進行回采。
[0008]布置安裝采掘設(shè)備與充填設(shè)備:在采煤開始的第一支巷迎頭布置采掘、支護、運輸設(shè)備:連續(xù)采煤機、運煤車或梭車、行走式給料破碎轉(zhuǎn)載機、膠帶輸送機；地面布置膏體充填設(shè)備:充填材料儲料倉、充填攪拌站、充填工業(yè)泵、地面充填料運輸管路；井下膏體充填設(shè)備布置:井下充填料運輸管路、管路控制閥、充填密閉墻。
[0009]膏體充填材料制備:基于煤層的賦存條件和地質(zhì)條件，根據(jù)充填強度、充填倍線和充填距離的要求制備膏體充填料漿，充填料漿強度適宜、成本合理。
[0010]連續(xù)采煤機采掘與采空區(qū)充填:按照充填開采區(qū)域巷道布置方式和支巷回采順序，進行采掘與充填平行作業(yè)。即連續(xù)采煤機在主運輸巷道左側(cè)支巷回采，采用膏體充填料漿對右側(cè)支巷采空區(qū)進行充填，完成一個工作循環(huán)后，連續(xù)采煤機進入右側(cè)支巷道回采，調(diào)整充填管路對左側(cè)支巷采空區(qū)進行充填，如此反復(fù)直到所有支巷充填完畢。
[0011]連續(xù)采煤機采掘:在支巷布置完畢后，將連續(xù)采煤機布置至支巷迎頭，按照先左后右的方式雙翼斜切進刀回采支巷兩側(cè)的煤柱；頂板條件較差時也可采用單側(cè)斜切進刀方式進行回采。當支巷回采6?8個采硐作為一個循環(huán)結(jié)束后，退出采煤機組，進入另一側(cè)支巷進行采硐回采。連續(xù)采煤機膏體充填工藝參數(shù)為:回采支巷和充填支巷寬5.4m，長< 120m，連續(xù)采煤機斜切進刀角度及連續(xù)采煤機割煤方向與支巷道夾角為40°?60°，進刀寬度3.3m，進刀長度11m，采掘高度f 5m ;采掘能力:900t/h ;采掘機功率:340kW ;相鄰的回采支巷、充填支巷及采硐之間不留設(shè)煤柱。
[0012]在開采區(qū)域中部布置主、輔運輸巷道，兩側(cè)布置支巷同時作業(yè)，一側(cè)支巷采用連續(xù)采煤機進行煤柱回采，另一側(cè)支巷采用充填系統(tǒng)對采空區(qū)進行膏體充填，形成采充平行作業(yè)系統(tǒng)。
[0013]膏體充填料充填采空區(qū):連采機退出采硐后，在采硐口安裝專用模具構(gòu)筑充填密閉墻封閉采空區(qū)，在密閉墻頂部留設(shè)充填眼，利用充填管路將膏體充填料漿輸送至采空區(qū)進行充填。充填完畢后，密閉充填眼，料漿自行凝固，密實采空區(qū)。
[0014]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比:針對“三下”壓煤的問題，采用連續(xù)采煤機采煤工藝和膏體充填技術(shù)對采空區(qū)進行充填，實現(xiàn)采充平行作業(yè)，在控制巖層移動和地表沉陷，降低煤炭開采對地表建(構(gòu))筑物以及生態(tài)環(huán)境的損害的同時，提高“三下”采煤的經(jīng)濟效益，此采煤方法工藝先進、科學(xué)合理、設(shè)備布置緊湊連續(xù)、安全穩(wěn)定可靠，是十分理想的“三下”壓煤綠色開采方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為連續(xù)采煤機雙側(cè)膏體充填開采工藝；圖2為連續(xù)采煤機單側(cè)膏體充填開采工藝。
[0016]圖中:1_連續(xù)采煤機，2-運煤裝置，3-充填密閉墻，4-主巷，5-輔巷，6-膏體充填區(qū)，7-充填管路，8-充填密實區(qū)，9-聯(lián)絡(luò)巷道，10-充填支巷，11-回采支巷，12-行走式給料破碎轉(zhuǎn)載機，13-膠帶輸送機，14-管路控制閥。

【具體實施方式】
[0017]一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法，包括在開采區(qū)域中部布置主、輔運巷，兩側(cè)布置支巷同時作業(yè)，一側(cè)支巷采用連續(xù)采煤機進行煤柱回采，另一側(cè)支巷采用充填管路系統(tǒng)對采空區(qū)進行膏體充填，形成采充平行作業(yè)系統(tǒng)。
[0018]具體包括如下步驟；
(1)巷道布置:在開采區(qū)域中部平行布設(shè)主巷4和輔巷5，主巷4和輔巷5之間橫向間隔布設(shè)聯(lián)絡(luò)巷道9，貫通主巷4和輔巷5 ;在主巷4和輔巷5的外側(cè)分別布設(shè)回采支巷11，回米支巷11米砸回米空后充填；
(2)布置安裝采掘設(shè)備與充填設(shè)備:工作面落煤、裝煤、運煤采用短壁機械開采的成套裝備；地面布置膏體充填設(shè)備:充填材料儲料倉、充填攪拌站、充填工業(yè)泵、地面充填料運輸管路；井下膏體充填設(shè)備布置:井下膏體充填管路7、充填管路控制閥14、臨時充填密閉墻3 ;
(3)開采及充填:A.連續(xù)采煤機采掘:回采支巷11內(nèi)采用連續(xù)采煤機I以斜切進刀方式雙翼或單翼進行割煤，運煤裝置2進行支巷內(nèi)煤炭運輸；主運輸巷道4內(nèi)布置行走式給料破碎轉(zhuǎn)載機12和膠帶輸送機13，接收和運輸運煤裝置2采運的煤炭，連續(xù)采煤機I采完6-8個采硐作為一個循環(huán)結(jié)束，退出連續(xù)采煤機組，進入另一側(cè)回采支巷進行采硐回采采空區(qū)充填:連續(xù)采煤機I退出回采支巷后，回采支巷形成采空區(qū)，充填支巷10內(nèi)布置膏體充填管路7、管路控制閥14，在采硐口安設(shè)充填密閉墻3封閉采空區(qū)，在充填密閉墻3頂部設(shè)充填眼，膏體充填料經(jīng)充填泵加壓后通過充填管路7由地面輸送，最終通過充填眼對采空區(qū)進行充填，充填完畢后，密閉充填眼，密實采空區(qū)；
(4)充填管路系統(tǒng)對采空區(qū)進行膏體充填同時，連續(xù)采煤機I進入另一側(cè)支巷進行回米，形成米充平行作業(yè)系統(tǒng)。
[0019]所述短壁機械開采的成套裝備包括連續(xù)采煤機1、運煤裝置2、行走式給料破碎轉(zhuǎn)載機12、膠帶輸送機13。所述運煤裝置為運煤車或梭車中的任意一種。所述回采支巷11兩側(cè)或單側(cè)進行采硐回采，然后充填。連續(xù)采煤機膏體充填工藝參數(shù)為:回采支巷11和充填支巷10寬5.4m，長彡150m，連續(xù)采煤機斜切進刀角度40°?60°，進刀寬度3.3m，進刀長度11m，相鄰的回采支巷(11)、充填支巷(10)及采硐之間不留設(shè)煤柱。
[0020]設(shè)置短壁充填開采區(qū)域:按照“三下”壓煤賦存地質(zhì)條件和規(guī)則形狀，確定工作面主、輔運輸巷道布置方式，雙翼布置回采支巷，采用由里向外逐個支巷回采和充填。支巷內(nèi)采硐布置方式根據(jù)頂?shù)装迩闆r，采用單翼或雙翼布置方式進行回采。
[0021]布置安裝采掘設(shè)備與充填設(shè)備:在采煤開始的第一支巷迎頭布置采掘、支護、運輸設(shè)備:連續(xù)采煤機、運煤車或梭車、行走式給料破碎轉(zhuǎn)載機、膠帶輸送機；地面布置膏體充填設(shè)備:充填材料儲料倉、充填攪拌站、充填工業(yè)泵、地面充填料運輸管路；井下膏體充填設(shè)備布置:井下充填料運輸管路、管路控制閥、充填密閉墻。
[0022]膏體充填材料制備:基于煤層的賦存條件和地質(zhì)條件，根據(jù)充填強度、充填倍線和充填距離的要求制備膏體充填料漿，充填料漿強度適宜、成本合理，可以就地取材，例如采用建筑垃圾、井下矸石采用破碎機破碎后與粉煤灰、河砂(風(fēng)積砂)、水泥、水、膨脹劑按一定比例混合后制成膏體狀充填料漿，所述的比例以及膏體要滿足的強度等技術(shù)要求，是本領(lǐng)域技術(shù)人員從根據(jù)工程目標要求結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中可以獲知的。
[0023]連續(xù)采煤機采掘與采空區(qū)充填:按照充填開采區(qū)域巷道布置方式和支巷回采順序，進行采掘與充填平行作業(yè)。即連續(xù)采煤機在主運輸巷道左側(cè)支巷回采，采用膏體充填料漿對右側(cè)支巷采空區(qū)進行充填，完成一個工作循環(huán)后，連續(xù)采煤機進入右側(cè)支巷道回采，調(diào)整充填管路對左側(cè)支巷采空區(qū)進行充填，如此反復(fù)直到所有支巷充填完畢。
[0024]連續(xù)采煤機采掘:在支巷布置完畢后，將連續(xù)采煤機布置至支巷迎頭，按照先左后右的方式雙翼斜切進刀回采支巷兩側(cè)的煤柱；頂板條件較差時也可采用單側(cè)斜切進刀方式進行回采。當支巷回采6?8個采硐作為一個循環(huán)結(jié)束后，退出采煤機組，進入另一側(cè)支巷進行采硐回采。連續(xù)采煤機膏體充填工藝參數(shù)為:回采支巷和充填支巷寬5.4m，長< 120m，連續(xù)采煤機斜切進刀角度及連續(xù)采煤機割煤方向與支巷道夾角為40°?60°，進刀寬度3.3m，進刀長度11m，采掘高度f 5m ;采掘能力:900t/h ;采掘機功率:340kW ;相鄰的回采支巷、充填支巷及采硐之間不留設(shè)煤柱。
[0025]在開采區(qū)域中部布置主、輔運輸巷道，兩側(cè)布置支巷同時作業(yè)，一側(cè)支巷采用連續(xù)采煤機進行煤柱回采，另一側(cè)支巷采用充填系統(tǒng)對采空區(qū)進行膏體充填，形成采充平行作業(yè)系統(tǒng)。
[0026]膏體充填料充填采空區(qū):連采機退出采硐后，在采硐口安裝專用模具構(gòu)筑充填密閉墻封閉采空區(qū)，在密閉墻頂部留設(shè)充填眼，利用充填管路將膏體充填料漿輸送至采空區(qū)進行充填。充填完畢后，密閉充填眼，料漿自行凝固，密實采空區(qū)。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法，其特征在于:在開采區(qū)域中部布置主、輔運巷，兩側(cè)布置支巷同時作業(yè)，一側(cè)支巷采用連續(xù)采煤機進行煤柱回采，另一側(cè)支巷采用充填管路系統(tǒng)對采空區(qū)進行膏體充填，形成采充平行作業(yè)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法，其特征在于:具體包括如下步驟: (1)巷道布置:在開采區(qū)域中部平行布設(shè)主巷(4)和輔巷(5)，主巷(4)和輔巷(5)之間橫向間隔布設(shè)聯(lián)絡(luò)巷道(9)，貫通主巷(4)和輔巷(5);在主巷(4)和輔巷(5)的外側(cè)分別布設(shè)回采支巷(11)，回采支巷(11)采硐回采空后充填； (2)布置安裝采掘設(shè)備與充填設(shè)備:工作面落煤、裝煤、運煤采用短壁機械開采的成套裝備；地面布置膏體充填設(shè)備:充填材料儲料倉、充填攪拌站、充填工業(yè)泵、地面充填料運輸管路；井下膏體充填設(shè)備布置:井下膏體充填管路(7)、充填管路控制閥(14)、臨時充填密閉墻(3); (3)開采及充填:A.連續(xù)采煤機采掘:回采支巷(11)內(nèi)采用連續(xù)采煤機(I)以斜切進刀方式雙翼或單翼進行割煤，運煤裝置(2)進行支巷內(nèi)煤炭運輸；主運輸巷道(4)內(nèi)布置行走式給料破碎轉(zhuǎn)載機(12)和膠帶輸送機(13)，接收和運輸運煤裝置(2)采運的煤炭，連續(xù)采煤機(I)采完6-8個采硐作為一個循環(huán)結(jié)束，退出連續(xù)采煤機組，進入另一側(cè)回采支巷進行采硐回采采空區(qū)充填:連續(xù)采煤機(I)退出回采支巷后，回采支巷形成采空區(qū)，充填支巷(10)內(nèi)布置膏體充填管路(7)、管路控制閥(14)，在采硐口安設(shè)充填密閉墻(3)封閉采空區(qū)，在充填密閉墻(3)頂部設(shè)充填眼，膏體充填料經(jīng)充填泵加壓后通過充填管路(7)由地面輸送，最終通過充填眼對采空區(qū)進行充填，充填完畢后，密閉充填眼，密實采空區(qū)； (4)充填管路系統(tǒng)對采空區(qū)進行膏體充填同時，連續(xù)采煤機(I)進入另一側(cè)支巷進行回米，形成米充平行作業(yè)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法，其特征在于:所述短壁機械開采的成套裝備包括連續(xù)采煤機(I)、運煤裝置(2)、行走式給料破碎轉(zhuǎn)載機(12)、膠帶輸送機(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法，其特征在于:所述運煤裝置為運煤車或梭車中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法，其特征在于:所述回采支巷(11)兩側(cè)或單側(cè)進行采硐回采，然后充填。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種連續(xù)采煤機膏體充填開采方法，其特征在于:連續(xù)采煤機膏體充填工藝參數(shù)為:回采支巷(11)和充填支巷(10)寬5.4m，長< 120m，連續(xù)采煤機斜切進刀角度40°?60°，進刀寬度3.3m，進刀長度11m，相鄰的回采支巷(11)、充填支巷(10)及采硐之間不留設(shè)煤柱。
【文檔編號】E21F15/00GK104500070SQ201410694797
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】江小軍, 周茂普, 高云峰, 郝萬東, 石亮, 馬進功, 桑朋德, 張振東, 杜濤, 畢建國, 石曉光, 高瑞文, 王寧 申請人:中國煤炭科工集團太原研究院有限公司, 山西天地煤機裝備有限公司