[发明专利]一种急倾斜煤层采空区充填方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下采空区充填技术领域，尤其适用于顶板较稳定，且采用普采或高档普采工艺的急倾斜煤层走向长壁回采工作面。

背景技术

“三下”采煤日趋成为我国煤炭资源开采的一个重要部分。充填开采在“三下”采煤中有着广阔的应用前景，是最为有效的防止顶板下沉破坏的方法，是煤矿绿色开采的发展方向之一。另外，煤矸石露天排放和地表塌陷破坏是煤矿生产最主要的环境问题根源，是影响矿区经济发展和社会安定的重要因素。目前对于急倾斜（45°以上）煤层采空区充填技术研究甚少，且其一般的做法是采用分带仰斜采煤法，在下一工作面回采的同时对上一工作面的采空区进行矸石自溜充填，或是在本工作面回采的同时进行矸石自溜充填，但是均不回收支柱、不放顶，对支柱消耗量较大，且不能保证采空区顶板的稳定。而本发明是在本工作面回采的同时进行矸石自溜充填，回采与充填交替进行，且回收支柱，减少了支柱的用量，不仅能够有效防止采空区顶板的下沉破坏，而且可以实现矸石不出井及处理地面矸石山占地及污染问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种方法简单、操作方便的急倾斜煤层采空区充填方法。

技术方案：本发明的急倾斜煤层采空区充填方法，步骤如下：

a．首先在急倾斜煤层走向长壁采煤工作面的上顺槽中布设注浆泵和运送矸石的带式输送机；

b．回采工作面每向前推进1.2～1.8m时，沿工作面倾斜方向在末排支柱处的顶板上依次布设有相互连接的直径为1吋、长度为3~5m的注浆管，每个注浆管的外径上均匀布置2~5组注浆孔，待回采工作面推进3~5m后，停止推进；

c．沿除上顺槽外的整个回采工作面的末排支柱从下往上依次布设长为3~5m、宽为1.5~2.5m、高度为采高1.1~1.3倍的气垫；

d．向气垫内充入压力为0.5MPa的气体使气垫充分膨胀，形成一排回采工作面与采空区之间的气垫隔墙，气垫隔墙在上顺槽处留有运送充填物料和铺设注浆管路的通道；

e．将注浆管与设在上顺槽中的注浆泵相联接；

f．通过上顺槽中的带式输送机将矸石运至气垫隔墙在上顺槽的通道口，使矸石自溜到由气垫隔墙封闭的采空区内进行充填；

g．待矸石充满由气垫隔墙封闭的采空区时，停止运送矸石，然后通过注浆管向采空区注入压力为4~6MPa的浆液，使充填在由气垫隔墙封闭的采空区内的矸石充分胶结在一起，注浆完成后拆除气垫，完成一个回采与充填的循环；

h．工作面开始向前推进，重复步骤b．c．d．e．f．g，完成下一个回采与充填的循环，周而复始，直至完成整个回采与充填工作。

所述的每组注浆孔为4个，沿注浆管周长方向对称布置。

有益效果：由于采用了上述技术方案，采用气垫密闭采空区，然后根据急倾斜煤层的特点使矸石自溜进行充填，有效地防止了采空区顶板的下沉破坏，通过本煤工作面的回采与充填交替进行，大大提高了生产效率，同时能够将矸石直接利用，减轻了矸石运输、提升的压力，减少了地面处理矸石的费用，并减轻了矸石的污染。其方法简单、操作方便、充填效果好，在本技术领域内具有实用性。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图中：1-上顺槽，2-下顺槽，3-注浆泵，4-带式输送机，5-注浆管，6-气垫，7-末排单体液压支柱，8-已充填的采空区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

本发明的急倾斜煤层采空区充填方法，首先在急倾斜煤层走向长壁采煤工作面的上顺槽1中布设高水速凝材料注浆泵3和运送矸石的带式输送机4；回采工作面每向前推进1.2～1.8m时，沿工作面倾斜方向在末排支柱7处的顶板上依次布设相互连接的直径为1吋、长度为3m的注浆管5，每个注浆管5的外径上均匀布置3组注浆孔，每组注浆孔为4个，沿注浆管周长方向对称布置，待回采工作面向前推进3.6m后，停止推进；沿除上顺槽1外的整个回采工作面的末排支柱7从下往上依次布设长为3m、宽为2m、高度为采高1.2倍的气垫6； 向气垫6内充入压力为0.5MPa的气体使气垫6充分膨胀，形成一排回采工作面与采空区之间的气垫隔墙。气垫隔墙在上顺槽1处留有运送充填物料和铺设注浆管路的通道；将注浆管5与设在上顺槽1中的高水速凝材料注浆泵3相联接；通过上顺槽1中的带式输送机4将矸石运至气垫隔墙在上顺槽1的通道口，使矸石自溜到由气垫隔墙封闭的采空区内进行充填；待矸石充满由气垫隔墙封闭的采空区时，停止运送矸石，然后通过注浆管6向采空区注入压力为6MPa的高水速凝材料，使充填在由气垫隔墙封闭的采空区内的矸石充分胶结在一起，注浆完成后形成已充填的采空区8，拆除气垫6，完成一个回采与充填的循环；随着工作面的向前推进，重复上一回采与充填的循环过程，完成下一个回采与充填循环，周而复始，直至完成整个回采与充填工作。