一種充填再造護巷煤柱條帶回收房式遺留煤柱的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種房式采空區(qū)遺留煤柱的回收方法，尤其設(shè)及一種充填再造護巷煤 柱條帶回收房式遺留煤柱的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國西部煤田大部分煤層埋藏較淺，在開采初期，多數(shù)煤礦采用房式開采方法，即 在煤層中縱橫開采寬5m~10m的無支護煤房，同時留設(shè)5m~10m的方型煤柱W支撐頂板 和上覆巖層，開采礦區(qū)約有60%~70%的煤柱被遺留在地下，一方面造成國家寶貴優(yōu)質(zhì)資 源的極大浪費，另一方面遺留煤柱大面積失穩(wěn)后造成地表大面積塌陷，嚴重影響礦區(qū)人民 生命財產(chǎn)安全。
[0003] 針對我國淺埋煤層房式采空區(qū)遺留煤柱資源浪費嚴重，煤柱大面積跨落失穩(wěn)造成 地表大面積塌陷，嚴重影響礦區(qū)人民生命財產(chǎn)安全等問題，如何開發(fā)一種新的采煤方法對 房式采空區(qū)遺留煤柱資源進行回收W提高資源利用率，同時減小地表沉陷保護礦區(qū)人民生 命財產(chǎn)安全是目前亟待解決的科學(xué)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 技術(shù)問題：針對淺埋煤層房式采空區(qū)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種安全、高 效、低成本的充填再造護巷煤柱條帶回收房式遺留煤柱的方法。 陽〇化]技術(shù)方案：本發(fā)明的充填再造護巷煤柱條帶回收房式遺留煤柱的方法，包括：房 式采空區(qū)遺留煤柱穩(wěn)定性評價與等級劃分、充填再造護巷煤柱寬度及條帶工作面長度的確 定、充填再造護巷煤柱施工工藝、煤柱回收方法及回收工藝。
[0006] 具體步驟如下：
[0007] (1)根據(jù)房式采空區(qū)遺留煤柱的賦存條件，綜合分析遺留煤柱的頂板穩(wěn)定性、寬高 比及留采比Ξ個關(guān)鍵因素，對房式采空區(qū)遺留煤柱的穩(wěn)定性做出評價及等級劃分，分為特 別穩(wěn)定、穩(wěn)定、較穩(wěn)定、不穩(wěn)定和極不穩(wěn)定五個穩(wěn)定級別，所述的留采比為房式采空區(qū)遺留 煤柱面積與房式采空區(qū)裸露頂板面積之比；
[0008] (2)根據(jù)遺留煤柱的穩(wěn)定性等級確定再造護巷煤柱最小寬度S及條帶工作面最大 長度1，進而確定需要充填的房式遺留煤柱列數(shù)及條帶工作面回收的房式遺留煤柱列數(shù)；
[0009] (3)分單元鋪設(shè)充填再造護巷煤柱充填約束墻，每一單元包含2~4排煤柱，充填 約束墻設(shè)于相鄰煤柱之間，采用木板和廢舊膠帶聯(lián)合工字鋼加固形成封閉的待充填區(qū)域， 并在約束墻標高較高的一側(cè)上部預(yù)留2~3個150mmX150mm的充填口；
[0010] (4)充填材料選用水泥、風(fēng)積沙、水、粉煤灰、石灰和黃±，在地面配料站按質(zhì)量 2:5:2:1:2:3進行配比并通過管路從預(yù)留的充填口進行充填再造護巷煤柱單元的充填，當(dāng) 充填體充分接頂時，停止充填，在本單元充填的同時進行下一單元充填約束墻的鋪設(shè)；
[0011] (5)每兩條充填再造護巷煤柱形成之后，布置條帶工作面，按照前進式或后退式進 行遺留煤柱的回收，同時進行下一個條帶工作面護巷煤柱的充填再造工作，如此循環(huán)直至 完成整個房式采空區(qū)護巷煤柱的充填再造與遺留煤柱回收工作。
[0012] 有益效果：一種充填再造護巷煤柱條帶回收房式遺留煤柱的方法屬于部分充填 回收房式遺留煤柱的方法，根據(jù)采空區(qū)遺留煤柱的穩(wěn)定性等級確定再造護巷煤柱的最小寬 度及條帶工作面的最大長度，通過充填再造護巷煤柱的方法大大提高原有煤柱的穩(wěn)定性來 控制地表沉陷，并最大限度的回收遺留煤柱資源，達到減小地表沉陷保護礦區(qū)人民生命財 產(chǎn)安全，提高資源利用率的目的。本專利中護巷煤柱的充填再造工作方法簡單、易操作，護 巷煤柱再造效率高、成本低，能夠安全、高效、超低成本回收遺留煤柱資源，具有廣泛的實用 性。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明護巷煤柱充填再造及遺留煤柱回收狀態(tài)平面圖。
[0014] 圖2是本發(fā)明完成所有護巷煤柱充填再造及遺留煤柱回收后的整體平面圖。 陽01引圖3是本發(fā)明A-A^剖面圖。
[0016] 圖4是本發(fā)明B-B^剖面圖。
[0017] 圖中：1、充填再造護巷煤柱；2、充填再造護巷煤柱單元；3、木板；4、廢舊膠帶；5、 充填體；6、進風(fēng)巷；7、回風(fēng)巷；8、條帶工作面；9、風(fēng)簾；10、采空區(qū)；11、遺留煤柱；12、充填 口；13、工字鋼。
【具體實施方式】
[0018] 一種充填再造護巷煤柱條帶回收房式遺留煤柱的方法，包括：房式采空區(qū)遺留煤 柱穩(wěn)定性評價與等級劃分、充填再造護巷煤柱寬度及條帶工作面長度的確定、充填再造護 巷煤柱施工工藝、煤柱回收方法及回收工藝。
[0019] 具體步驟如下：
[0020] (1)根據(jù)房式采空區(qū)遺留煤柱的賦存條件，綜合分析遺留煤柱的頂板穩(wěn)定性、寬高 比及留采比Ξ個關(guān)鍵因素，對房式采空區(qū)遺留煤柱的穩(wěn)定性做出評價及等級劃分，分為特 別穩(wěn)定、穩(wěn)定、較穩(wěn)定、不穩(wěn)定和極不穩(wěn)定五個穩(wěn)定級別，所述的留采比為房式采空區(qū)遺留 煤柱面積與房式采空區(qū)裸露頂板面積之比；
[0021] 表1房式采空區(qū)遺留煤柱穩(wěn)定性等級劃分表
[0022]
[0023]
[0024] (2)根據(jù)遺留煤柱的穩(wěn)定性等級確定再造護巷煤柱最小寬度s及條帶工作面最大 長度1，進而確定需要充填的房式遺留煤柱列數(shù)及條帶工作面回收的房式遺留煤柱列數(shù)； [00巧](3)分單元鋪設(shè)充填再造護巷煤柱充填約束墻，每一單元包含2~4排煤柱，充填 約束墻設(shè)于相鄰煤柱之間，采用木板和廢舊膠帶聯(lián)合工字鋼加固形成封閉的待充填區(qū)域， 并在約束墻標高較高的一側(cè)上部預(yù)留2~3個150mmX150mm的充填口；
[00%] (4)充填材料選用水泥、風(fēng)積沙、水、粉煤灰、石灰和黃±，在地面配料站按質(zhì)量 2:5:2:1:2:3進行配比并通過管路從預(yù)留的充填口進行充填再造護巷煤柱單元的充填，當(dāng) 充填體充分接頂時，停止充填，在本單元充填的同時進行下一單元充填約束墻的鋪設(shè)；
[0027] (5)每兩條充填再造護巷煤柱形成之后，布置條帶工作面，按照前進式或后退式進 行遺留煤柱的回收，同時進行下一個條帶工作面護巷煤柱的充填再造工作，如此循環(huán)直至 完成整個房式采空區(qū)護巷煤柱的充填再造與遺留煤柱回收工作。
[0028] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0029] 實施例1 :某礦煤層傾角2~5°，平均埋深100m，平均厚度2. 7m，頂板屬于穩(wěn) 定頂板，早期采用房式采煤法進行開采，開采煤房尺寸為7X7X4. 5m，遺留煤柱尺寸為 9X9X4. 5m。經(jīng)計算其采空區(qū)遺留煤柱寬高比為3. 3,留采比為0. 46。
[0030] (1)根據(jù)現(xiàn)場采空區(qū)遺留煤柱11的賦存條件，將遺留煤柱11的頂板穩(wěn)定性、寬高 比及留采比Ξ個關(guān)鍵因素帶入房式采空區(qū)遺留煤柱穩(wěn)定性等級劃分表，進行綜合評價并確 定出房式采空區(qū)遺留煤柱的穩(wěn)定性等級屬穩(wěn)定；
[0031] 似根據(jù)遺留煤柱的穩(wěn)定性等級，確定充填再造護巷煤柱1的最小寬度S= 40m， 條帶工作面最大長度1 = 60m，進而確定需要充填的房式遺留煤柱列數(shù)及條帶工作面回收 的房式遺留煤柱列數(shù)各為3列；
[0032] (3)分單元鋪設(shè)再造護巷煤柱充填約束墻，每一單元2包含3排煤柱，充填約束墻 設(shè)于相鄰煤柱之間，采用木板3和廢舊膠帶4聯(lián)合工字鋼13加固形成封閉的待充填區(qū)域， 并在約束墻標高較高的一側(cè)上部預(yù)留2個150mmX150mm的充填口（12);
[0033] (4)充填材料選用水泥、風(fēng)積沙、水、粉煤灰、石灰和黃±，在地面配料站按質(zhì)量 2:5:2:1:2:3進行配比并通過管路從預(yù)留充填口 12進行充填再造護巷煤柱單元2的充填， 當(dāng)充填體充分接頂時，停止充填，在本單元充填的同時進行下一單元充填約束墻的鋪設(shè)；
[0034] (5)每兩條充填再造護巷煤柱1形成之后，在條帶工作面及外側(cè)兩列煤柱與煤 柱之間吊掛擋風(fēng)簾9,分別形成進風(fēng)巷6、回風(fēng)巷7,最終形成完整的通風(fēng)系統(tǒng)：新鮮風(fēng) 6 - 8 - 7么風(fēng)。
[0035](6)在條帶工作面8布置采煤機、刮板輸送機等采煤設(shè)備按照后退式進行遺留煤 柱的回收，并同時進行下一條護巷煤柱的充填再造，如此循環(huán)直至完成整個采空區(qū)護巷煤 柱的充填再造與遺留煤柱回收工作。
【主權(quán)項】
1. 一種充填再造護巷煤柱條帶回收房式遺留煤柱的方法，其特征在于，充填回收遺留 煤柱的方法，包括：房式采空區(qū)遺留煤柱穩(wěn)定性評價與等級劃分、充填再造護巷煤柱寬度及 條帶工作面長度的確定、充填再造護巷煤柱施工工藝、煤柱回收方法及回收工藝； 具體步驟如下： (1) 根據(jù)房式采空區(qū)遺留煤柱的賦存條件，綜合分析遺留煤柱的頂板穩(wěn)定性、寬高比及 留采比三個關(guān)鍵因素，對房式采空區(qū)遺留煤柱的穩(wěn)定性做出評價及等級劃分，分為特別穩(wěn) 定、穩(wěn)定、較穩(wěn)定、不穩(wěn)定和極不穩(wěn)定五個穩(wěn)定級別，所述的留采比為房式采空區(qū)遺留煤柱 面積與房式采空區(qū)裸露頂板面積之比； (2) 根據(jù)遺留煤柱的穩(wěn)定性等級確定再造護巷煤柱最小寬度s及條帶工作面最大長度 L進而確定需要充填的房式遺留煤柱列數(shù)及條帶工作面回收的房式遺留煤柱列數(shù)； (3) 分單元鋪設(shè)充填再造護巷煤柱充填約束墻，每一單元包含2~4排煤柱，充填約束墻 設(shè)于相鄰煤柱之間，采用木板和廢舊膠帶聯(lián)合工字鋼加固形成封閉的待充填區(qū)域，并在約 束墻標高較高的一側(cè)上部預(yù)留2~3個150mmX 150mm的充填口； (4) 充填材料選用水泥、風(fēng)積沙、水、粉煤灰、石灰和黃土，在地面配料站按質(zhì)量 2:5:2:1:2:3進行配比并通過管路從預(yù)留的充填口進行充填再造護巷煤柱單元的充填，當(dāng) 充填體充分接頂時，停止充填，在本單元充填的同時進行下一單元充填約束墻的鋪設(shè)； (5) 每兩條充填再造護巷煤柱形成之后，布置條帶工作面，按照前進式或后退式進行遺 留煤柱的回收，同時進行下一個條帶工作面護巷煤柱的充填再造工作，如此循環(huán)直至完成 整個房式采空區(qū)護巷煤柱的充填再造與遺留煤柱回收工作。
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種充填再造護巷煤柱條帶回收房式遺留煤柱的方法，屬于房式采空區(qū)遺留煤柱的回收方法。遺留煤柱的回收方法，包括：房式采空區(qū)遺留煤柱穩(wěn)定性評價與等級劃分、充填再造護巷煤柱寬度及條帶工作面長度的確定、充填再造護巷煤柱施工工藝、煤柱回收方法及回收工藝。根據(jù)采空區(qū)遺留煤柱的穩(wěn)定性等級確定再造護巷煤柱的最小寬度及條帶工作面的最大長度，通過充填再造護巷煤柱的方法大大提高原有煤柱的穩(wěn)定性來控制地表沉陷，并最大限度的回收遺留煤柱資源，達到減小地表沉陷保護礦區(qū)人民生命財產(chǎn)安全，提高資源利用率的目的。優(yōu)點：方法簡單，易操作，充填再造護巷煤柱效率高，成本低，實現(xiàn)了減少資源浪費、控制地表沉陷的目標，具有廣泛的實用性。
【IPC分類】E21C41/18, C04B18/08, C04B22/06, C04B28/02, E21F15/00, C04B14/06
【公開號】CN105240014
【申請?zhí)枴緾N201510770668
【發(fā)明人】黃艷利, 李俊孟, 齊文躍, 張吉雄, 孔國強, 宋天奇
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月12日