[发明专利]双介质垛式支撑坚硬顶板的煤矿采空区处理方法及装置

摘要

本发明公开了一种双介质垛式支撑坚硬顶板的煤矿采空区处理方法及装置，主要针对煤矿厚层坚硬顶板难以垮落的工程难题，采煤工作面采煤工序结束后，通过在采空区内充填基础垛体，基础垛体与顶板之间通过充填化学材料进行软接顶。充填垛的间、排距取徝受采深、采高和顶板岩性等因素影响，排距为15～30m，间距为8～15m；充填垛的截面可以为圆形、矩形或正方形；有效断面面积为0.8～1m2。接顶软介质为采高的1/10～1/8；基础垛体的充填可以采用砼或砂砾石等材料注浆。本发明尤其适用于浅埋薄煤层的连续开采，改变刀柱式支撑采空区需要频繁搬迁工作面设计，或减少以注水软化顶板、爆破预裂法的繁杂工序。

主权项

一种双介质垛式支撑坚硬顶板的煤矿采空区处理方法，包括采用间隔排列支撑在坚硬顶板采空区（2）内的充填垛（1），所述的充填垛（1）为由基础垛体（8）和位于基础垛体（8）上部的接顶垛体（7）构成的双介质充填垛，充填垛（1）的截面为圆形、矩形或正方形，有效断面面积为0.8~1m2，充填垛（1）的排距LR为15~30m，间距LC为8~15m；所述的基础垛体（8）由砼或砂砾石材料经模具（9）充填而成，所述的接顶垛体（7）由注入化学材料充填而成，其特征在于，煤矿采空区处理方法包括如下步骤：a、在采煤工作面（3）后方布置第一排充填垛（1），第一排充填垛（1）距采煤工作面（3）的距离为15~30m，距开切眼的距离LR1为10~15m，端头充填垛距区段回风平巷（4）或区段运输平巷（5）的距离LC1为5~10m，充填垛之间的间距LC为8~15m；b、在区段运输平巷（5）内铺设两道充填管路，一道充填管路用于向基础垛体（8）中灌注砼或砂砾石材料，另一道充填管路用于向接顶垛体（7）中灌注化学材料；c、构筑双介质充填垛的模具（9），在模具（9）顶端侧面留设充填口，逐一施工第一排充填垛（1），先对基础垛体（8）进行注浆充填；d、待充填的基础垛体（8）体固化后，开始向接顶垛体（7）中注入化学材料，使其充分接顶，然后用与充填口尺寸匹配的木板完全封模；e、完成第一排双介质充填垛后，距第一排双介质充填垛15~30m处布置下一排充填垛（1），重复步骤c和d，完成下一排双介质充填垛；f、随着采煤工作面的不断推进，依次按充填垛排距LR为15~30m，间距LC为8~15m布置充填垛（1），重复步骤c和d多次，完成整个采区的双介质充填垛充填，实现煤矿采空区的软接顶。