[发明专利]综采-充填混合开采工作面充填段长度确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及充填采煤技术领域，特别是一种适用于综采-充填混合开采工作面充填段长度确定方法。

背景技术

近年来，固体充填采煤技术作为一种解放“三下”压煤的煤矿绿色开采技术已在我国多个矿区地得到了推广及应用，成功解放了大量煤炭资源，同时井下矸石不升井，减少地面矸石堆放及污染绿色理念进一步加强，越来越多的矿区采用井下洗选煤技术，实现井下矸石洗选，洗选矸石回填采空区的绿色循环开采一体化技术。然而随着煤矿资源的高强度开采，很多煤矿在下阶段煤层延伸开采时，遇到低渗透高瓦斯突出危险煤层，此类煤层的开采具有安全危险性，且煤层开采成本高，严重影响了矿井服务年限。因此，开采上岩石保护层，预抽被保护煤层瓦斯，岩石保护层矸石作为充填材料回填到被保护层采空区内，实现矸石不升井，煤与瓦斯共采为目的技术应运而生，此技术中考虑到矿井产量及瓦斯抽放效果，被保护层采用综采-充填混合工作面开采。

合理设计综采-充填混合开采工作面充填段长度对于井下矸石的及时处理、充填采煤的顺利实施，瓦斯抽放效果等具有重要的影响作用。因此，研究一种综采-充填混合开采工作面充填段长度确定方法，成为类似条件下综采-充填混合开采不可否缺的研究手段与研究方法，具有重要的现实意义与广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种方法简单、安全可靠、工程应用性强的综采-充填混合开采工作面充填段长度确定方法。

本发明的综采-充填混合开采工作面充填段长度确定方法：首先，根据矿井生产能力需求设计混合工作面总长度，然后，根据岩石保护层工作面每天矸石产矸量与综采-充填混合开采工作面充填段采空区充入的充填物料质量相等的原理，初步设计综采-充填混合开采工作面充填段长度范围，最后，根据现场混合开采工作面覆岩裂隙发育及岩层移动特征需求，确定充填段工作面长度。

所述岩石保护层开采每天矸石出矸量由下式得出：

M₂＝μv₂L₂H_yη(1)

式中：

M₂─岩石保护层每天产矸量，t/日；

μ─矸石井下洗选率，％；

v₂─保护层工作面每天推进度，m/日，由采煤机截齿和割煤次数决定；

L₂─保护层回采工作面面长，m，由瓦斯抽放钻孔长度决定；

H_y─保护层回采工作面岩层高度，m，由底板裂隙发育深度决定；

η─岩石密度，t/m³。

所述综采-充填混合开采工作面充填段充入的充填物料由下式得到：

M₁＝v₁L_1ctH_1ctη_c(2)

式中：

M₁─综采-充填混合开采工作面每天耗矸量，t/日；

v₁─综采-充填混合开采工作面每天推进度，m/日，由年产量决定；

L_1ct─综采-充填混合开采工作面充填段长度，m，由产矸量和刮板输送能力决定；

H_1ct─可充填高度，m，由输送机悬挂高度和顶板提前下沉量决定；

η_c─松散矸石视密度，t/m³。

所述初步设计综采-充填混合开采工作面充填段长度范围根据M₁≥M₂，联立式公式(1)和(2)，得出综采-充填混合开采工作面充填段长度L_1ct范围为：