[发明专利]一种厚煤层分层同采同充膏体充填采煤方法

说明书

本发明公开了一种厚煤层分层同采同充膏体充填采煤方法，该方法中巷道布置共三种形式：共用两道顺槽布置法、共用胶带顺槽布置法和独立应用两道顺槽布置法，该方法中采用两个回采区域和充填区，超前回采充填区的充填物料为胶结膏体，滞后的回采充填区充填物料为胶结膏体或非胶结膏体或矸石固体充填。该方法可实现矿井煤矸石返井或不出井，减少固废对环境的污染，极大提高充采效率及矿井煤炭回收率，防治冲击矿压等动力灾害发生及采空区瓦斯积聚及涌出，控制地表沉陷引起的生态环境破坏，保护水体资源，实现厚层煤炭资源安全绿色高效开采。

技术领域

本发明涉及矿井充填开采技术领域，具体涉及一种厚煤层分层同采同充膏体充填采煤方法。

背景技术

我国“三下”压煤量巨大，仅大中型矿井压煤量达到140亿吨以上，其中建下压煤占60％以上，铁路下压煤占12％左右，然而目前“三下”采出量仅10亿吨。随着长期高强度开采及村镇企业与住宅大范围建设，大部分矿井在不久的将来可能无法大规模开采，无法实现煤炭资源长期可持续发展。若强行开采“三下”煤炭资源，地表砖混建构及自然环境将发生不可逆的破坏，严重影响煤炭企业的经济与社会效益。除此之外，我国历年来累积堆放的煤矸石约45亿吨，占地超过1.5万公顷，目前每年排放超过2.5亿吨，造成环境污染严重。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种厚煤层分层同采同充膏体充填采煤方法，其可有效解决“三下”圧煤和矸石外排环境污染，处理历年矿井伴生煤矸石，实现厚层煤炭资源安全高效绿色开采。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种厚煤层分层同采同充膏体充填采煤方法，具体包括以下步骤：

a.根据地表建筑物群的范围和保护等级，确定矿井下煤炭充填开采范围；

b.根据划分的分层膏体充填工作面，确定顶分层充填面、底分层充填面的两道顺槽即胶带顺槽和辅运顺槽的布置方式，其中底分层充填面切眼安排在顶分层充填面切眼后方，定义工作面推进方向为前；

c.工作面正常充填开采时，顶分层充填面和底分层充填面同采同充；

d.为了保证停采线顶板为充填体，底分层充填面相比顶分层充填面提前设置停采线；

e.当顶分层充填面和底分层充填面均完全凝固后即可将划分的分层膏体充填工作面开采完毕，即完成厚煤层分层同采同充膏体充填采煤。

优选地，步骤b中，根据顶分层充填面和底分层充填面的两道顺槽的布置方式可以分为共用两道顺槽布置法、共用胶带顺槽布置法和独立应用两道顺槽布置法。

优选地，步骤e中，顶分层充填面的充填体为胶结膏体，底分层充填面充填体选用胶结膏体、非胶结膏体或矸石固体充填。

优选地，步骤a中，底分层充填面切眼与顶分层充填面切眼距离大于50m。

优选地，步骤d中，底分层充填面相比顶分层充填面提前10m停采。

本发明的有益效果在于：

1、在“三下”压煤中对厚层煤炭资源的回收，可最大限度的提高煤炭回采率和膏体充填效率，这是以往的充填采煤方法不具有的；

2、由于充填率极大提高，覆岩下沉空间大幅缩减，可有效保护水体资源，控制地表建筑物及附属物在允许的地表变形；

3、降低了人工费、设备折旧费等充填成本，提高资源回收率，延长矿井服务年限；

4、分层同采同充膏体充填开采可有效降低顶底板破坏范围和采空区瓦斯积聚和涌出量，保障煤炭资源安全开采；

5、矸石、粉煤灰等作为充填材料的重要组成成分，解决了矸石山、粉煤灰对土地的侵占及环境的污染，消除了矸石山的坍塌及自燃爆炸等事故隐患。