[发明专利]一种煤炭绿色开采地面减沉工艺

说明书

本发明涉及一种煤炭绿色开采地面减沉工艺，包括以下具体步骤：S1：确认井下充填的充填率；S2：确认地面钻孔的相关参数；S3：确认注浆压力；S4：同时进行井下充填和地面注浆。本发明的有益效果是通过井上下联合充填减沉，可以解决两侧存在极不充分采空工作面时以往减沉方法无法解决的地面沉降问题，有效控制地面沉降，预计减沉率提高40％以上；另外，解放当前存在的“建下”压覆煤炭资源、盘活压覆煤炭及稳定国家煤炭资源保供需求，提高资源安全保障程度；三是延长大量资源枯竭矿井的使用寿命，提高矿井使用年限和利用率，稳定资源枯竭矿井职工队伍。

技术领域

本发明涉及煤炭开采技术领域，具体涉及一种煤炭绿色开采地面减沉工艺。

背景技术

当前，绿色发展已经成为人们共识，不管从能源利用还是从能源开采，绿色理念都已经深入人心。针对“建下”压覆的煤炭资源，如何实现绿色开采是很多工程技术人员一直在思考探索的问题。

井下矸石充填开采工艺是通过把分离出来的煤矸石作为充填材料，充填到井下采空空间，形成充填体与上覆岩层的相对稳定结构，来减小地表沉降；条带式开采工艺是采用小采宽，大煤柱的形式，依靠煤层采动以后两侧煤柱和上覆岩层的共同支撑作用，形成相对稳定的共同体来减小地面沉降；覆岩隔离离层注浆是利用两侧煤柱支撑的同时，在采煤工作面正上方，倾向中心部位施工钻孔，向上覆离层进行注浆，来减小地面沉降幅度。

但是，井下矸石充填开采工艺在邻近采空区时，在上覆岩层压力下，矸石的进一步压实，煤柱崩塌失效，造成地表沉降幅度大幅增加；条带式开采工艺在邻近采空区时由于煤柱回采引发周边区域性岩层整体二次下沉，同样造成地表沉降幅度增加；当前的覆岩隔离注浆工艺在邻近采空区时，由于以往采空形成的残存离层造成串浆，尤其是在条带式采煤工艺基础上，由于以往采动的极不充分，以往离层发育规模小，煤柱回采后引发周边上覆岩层联动效应，影响地表控制效果。因此，在邻空，尤其是条带式剩余煤柱的开采方面，尚没有有效控制地表沉降的开采方法。

条带式开采因为需要控制采面宽度，留设隔离煤柱，造成矿井回采效率低，是当前的最大困扰。为了实现资源利用最大化，一些矿井对留设的煤柱采用井下充填的方法进行回采，结果发现，煤柱回采后与周边采空区上覆岩层呈现联动效应，出现地表二次下沉，且下沉值大于以往累计沉降值；以往覆岩隔离注浆，由于条带式开采上覆岩层处于一种极不充分的采动状态，上覆岩层离层空间小，位置距离煤层近，以往采空区垮落充填不实，在剩余煤柱开采后上部岩层二次移动，离层扩大，影响注浆减沉效果。为此，需要设计一种剩余煤柱回采的减沉控制方法，在地表沉降效果满足要求的前提下，实现遗留煤炭资源的全面回收，提高资源利用效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种煤炭绿色开采地面减沉工艺，旨在解决现有技术中的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种煤炭绿色开采地面减沉工艺，包括以下具体步骤：

S1：确认井下充填的充填率；

S2：确认地面钻孔的相关参数；

S3：确认注浆压力；

S4：同时进行井下充填和地面注浆。

本发明的有益效果是：本发明通过井上下联合充填减沉，可以解决两侧存在极不充分采空工作面时以往减沉方法无法解决的地面沉降问题，有效控制地面沉降，预计减沉率提高40％以上；另外，解放当前存在的“建下”压覆煤炭资源、盘活压覆煤炭及稳定国家煤炭资源保供需求，提高资源安全保障程度；三是延长大量资源枯竭矿井的使用寿命，提高矿井使用年限和利用率，稳定资源枯竭矿井职工队伍。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述S1中充填率的计算公式如下：