[发明专利]一种对拉工作面充填采煤工艺

说明书

技术领域

本发明涉及应用在煤矿的采煤方法技术领域，特别涉及一种对拉工作面充填采煤工艺。

背景技术

煤炭在我国能源消费结构中占70%左右，但煤炭资源中“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)压煤普遍存在且占有较大的比例，传统“三下”压煤开采方式存在资源回收率低、对上覆岩层水体及地表环境破坏严重等弊端，充填开采技术是“三下”压煤开采的有效途径，具有提高“三下”压煤采出率、减少冲击地压和煤层自燃等矿井灾害、减少开采对覆岩水体及地表环境破坏等优点。“三下”压煤充填开采最迫切需要解决的技术难题是适应高效开采的充填开采技术和廉价高效的充填材料问题。

现有“三下”压煤充填开采部分采用旺格维利采煤法（简称旺采）。旺采是一种短壁式开采方法。旺采的适用条件为：1、抗压强度大、埋藏较浅的煤层，对多煤层开采区，煤层层间距离越大对下层的回采越有利；2、低瓦斯或不易自燃煤层；3、煤层倾角小于8°的近水平煤层；4、大型井田的边角煤、不规则区域和不适宜布置综采工作面的小型井田；5、顶板中等稳定、底板不易软化的煤层。旺采以其机械化程度高、生产能力大、资源回收率高、生产系统简单、生产管理较为简单等特点，被广泛应用。

高水材料充填是近年来发展起来的新型充填技术，以其良好的流动性实现了自流充填，充填浆液凝固后形成充填体可以有效的控制顶板覆岩移动，满足生产需要。

以上所述的高水材料充填技术仍然存在着生产规模小、产业集中度低等弊端；高水材料的良好流动性同样导致了工作面密封困难，制约了生产效率的提升。此外，长壁工作面需布置在压煤块段规整的区域，对于不规整的区域压煤适应性较差，且存在前期成本投入较高等问题。

为了解决以上问题，本发明做了有益改进。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种对拉工作面充填采煤工艺，有效适应各种复杂压煤块段的开采需要，实现高效绿色开采。

（二）技术方案

本发明是通过以下技术方案实现的：一种对拉工作面充填采煤工艺，包括以下步骤：

S1将采煤工作面布置为两翼对称的对拉工作面区域，所述采煤工作面在对拉工作面区域之间形成集中运输巷道，并将所述对拉工作面区域划分为多阶段采场巷道；

S2对第一阶段的每条采场巷道依次进行煤炭采掘，同时对第一阶段的每条开采完毕的采场巷道进行充填，直至完成第一阶段的所有采场巷道的开采和充填；

S3采用步骤S2中的充填开采方法，在前一阶段的充填体强度达到设计要求后，再对下一阶段的采场巷道进行开采和充填，直至完成整个采煤工作面的煤炭开采和充填。

其中，所述步骤S1中，按照“同一阶段在对拉工作面同一翼的相邻采场巷道之间至少间隔一个采场巷道”的方式进行采场巷道的布置。

进一步，步骤S1中，将所述对拉工作面划分为2～4个阶段的对拉采场巷道。

其中，步骤S1中，在布置完成对拉工作面区域后，确定工作面采场巷道的宽度和开口角度。

其中，步骤S2中，每条采场巷道通过连续采煤机采煤，利用梭车运煤至集中运输巷道的皮带输送机上，运出采煤工作区。

进一步，当完成一条采场巷道的开采后，对该条采场巷道进行顶板支护，同时，进行另一翼工作面上的采场巷道的开采。

其中，应用所述连采连运设备中的连续采煤机按照截割工艺进行采掘。

进一步，步骤S2中，所述充填操作具体包括以下步骤：

采场巷道采掘完毕后，即进行充填准备工作；

当采场巷道具备“一充一备”的条件后，开始对采场巷道进行充填；所述采场巷道充填操作按照“洗管—制浆—充填—洗管—充填完毕”的充填工艺，完成充填操作。

再进一步，所述充填准备工作，包括以下步骤：

1）管路布置：根据采场巷道的顶底板标高变化剖面图，布置充填管路和排气管路，并进行管路吊挂连接；然后在采场巷道密闭墙外侧安装管路控制阀门；

2）端头密闭：修建采场巷道端头密闭墙，从而使所述采场巷道形成充填密闭空间。

具体地，步骤S1中，所述对拉工作面适应于煤层倾角小于17°的缓倾斜煤层开采，并使所述集中运输巷道的方向与煤层走向一致；所述采场巷道方向与所述集中运输巷道方向成40°～90°的夹角。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明是一种生产效率高、资源回收率高、成本相对较低、对上覆岩层水体及地表环境保护效果较好的井工煤矿充填开采工艺，该工艺适应于各种形状的压煤块段开采。