[发明专利]井下采选充一体化采充工作面相间的采煤方法

说明书

本发明涉及煤炭开采方法领域，尤其是一种井下采选充一体化采充工作面相间的采煤方法。首先掘出运输大巷和回风大巷；间隔布置合适宽度的充填工作面与长壁工作面；再进行充填工作面的前进式回采与充填工作；在两侧的充填工作面回采与充填结束，为长壁工作面留下运输顺槽和回风顺槽后，采用后退式全部垮落法回采长壁工作面；如此进行全矿井煤层的回采。本发明充填工作面采用窄面，长壁工作面采用宽面，使得煤炭生产需求，矸石生产能力，顺槽强度需求相匹配。充填工作面采用前进式开采，利用充填体直接生成顺槽和顺槽，并为长壁工作面后退式回采所用，整个采煤工艺几乎不用掘进顺槽，且利用充填体形成的顺槽强度大，减少支护工作量并能保证安全。

技术领域

本发明涉及煤炭开采方法领域，尤其涉及一种井下采选充一体化采充工作面相间的采煤方法。

背景技术

煤炭是重要的不可再生能源，其在工业生产中占有重要地位，常见的煤炭开采方法为井下长壁综合机械化采煤法，适用于采区、带区工作面的布置，这种开采方法的工作面之间一般留设有区段煤柱，宽度约20m，且随着煤层开采深度的增加区段煤柱的留设宽度需要不断增加。以工作面宽度为200m为例，若留设20m宽的区段煤柱，则整个采区或带区煤炭回采率仅有约90％，以工作面回采长度1000m、采高5m、密度1.5吨/m³为例，每回采一个工作面就要浪费约15万吨的煤，因此留设区段煤柱的开采方法存在巨大的能源浪费。采用沿空巷道技术可以不留区段煤柱或者仅仅留设很窄的区段煤柱，但是沿空巷道支护难度大，维护困难，且随着煤层开采深度的增加，采用沿空巷道技术时的支护难度也不断增加。

同时顺应煤炭绿色开采的趋势，煤炭开采时如何尽可能的减少对环境的破坏是现有研究人员关注的热点，如新兴的井下采选充一体化技术，该技术将传统的地面选煤安排在井下进行，产生的矸石、尾矿等废弃物无需上井直接在井下充填采空区，可以大大减少矸石提升费用以及矸石占地堆积的问题。但是充填材料的量显然无法充填所有工作面开采后产生的采空区，因此现有技术多是没有规划的进行采空区充填作业，只要实现矸石不上井即可。

发明内容

对于上述传统井下长壁综合机械化采煤法、现有井下采选充一体化技术的不足，如果能将两者结合一起，互相弥补，扬长避短势必能够产生较大的生产效益，对此，发明人提出一种井下采选充一体化采充工作面相间的采煤方法，具体包括如下步骤：

第一步：自井底车场沿走向掘出运输大巷和回风大巷；

第二步：沿走向间隔布置沿倾向延伸的充填工作面与长壁工作面；

第三步，分别确定合适的充填工作面宽度W₁与采煤工作面宽度W₂；

第四步，在井底车场内施工选煤与充填材料制备系统；

第五步，进行充填工作面的前进式回采与充填工作；

第六步，在两侧的充填工作面回采与充填结束，为长壁工作面留下运输顺槽和回风顺槽后，采用后退式全部垮落法回采长壁工作面；

第七步，重复第五步与第六步，进行全矿井煤层的回采。

作为上述方案的进一步优化，第一步中，运输大巷与主井连通，回风大巷与副井连通。

作为上述方案的进一步优化，第二步中，充填工作面与长壁工作面的生产进度保持一致。

作为上述方案的进一步优化，第二步中，根据矿井的生产产能要求以及矿井的实际生产能力确定一个充填工作面与一个长壁工作面的总宽度W。

作为上述方案的进一步优化，第三步中，根据每日产矸量及矸石在充填材料中的比例确定每日能够生产的充填材料的量，再根据充填工作面的充填速度确定充填工作面的宽度W₁，则长壁工作面宽度为W-W₁。