[发明专利]一种井工煤矿巷邦无人工作面及充填开采方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，更具体而言，涉及一种井工煤矿巷邦无人工作面及充填开采方法，尤其是一种适用于井工煤矿“三下”压煤区域巷邦无人工作面开采使用的开采方法。

背景技术

充填开采是随着回采工作面的推进，向采空区充填矸石、粉煤灰、建筑垃圾以及专用充填材料的煤炭开采技术，是煤矿绿色开采技术体系主要内容之一，因其对岩层扰动小，具有控制岩层移动与地表沉陷的作用，是解决煤矿开采环境问题和“三下（建筑物下、铁路下、水体下）”压煤开采的有效途径。近年来部分煤矿企业和煤炭大专院校科研机构积极探索并实施了煤矸石等固体材料充填、膏体充填、高水材料充填等多种充填工艺技术，。集成创新了较为成熟的充填开采技术和设备，提高了资源回收率，取得了一定的社会和环境效益。但由于上述技术缺乏对充填材料、充填工艺、充填设备、充填开采岩层控制方面的系统研究，没有解决好以下三个问题：（1）采煤生产能力与充填生产能力均衡问题；（2）充填材料供需均衡问题；（3）充填成本与采矿效益均衡问题。因此，到目前为止，我国从“三下”采出的煤量只有10亿吨,占整个“三下”压煤量（140亿t)的7%左右。

如何逐步开采“三下”压煤或如何规划矿井的采掘接续，把对地表的影响控制在最低限度，或者以经济效益为第一要素，采用一些特殊的开采方法，在不影响地表建构物的前提下部分或全部开采出“三下”压煤量，这是目前煤炭企业面临而必须研究解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的不足，提供一种安全、高效、成本低，可最大限度的回收“三下”压煤巷邦无人工作面及充填开采方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种井工巷邦无人工作面，包括开采工作面和准备工作面，所述开采工作面与准备工作面之间有开采巷道，所述开采工作面和准备工作面同侧依次设置有采区轨道运输巷、采区胶带运输巷和采区回风巷，所述开采巷道通过调节风门与采区回风巷连通，所述开采巷道通过溜煤眼与采区胶带运输巷连通，所述开采工作面的另一侧有充填巷道，所述充填巷道内有新鲜风流和注浆管道，所述新鲜风流与开采巷道内的乏风风流连通，所述开采工作面设置有多个煤房，所述注浆管道两端分别与开采工作面的煤房和制浆硐室连通，所述开采巷道内有巷邦采煤机、可弯曲刮板输送机和可伸缩胶带输送机，所述采区胶带运输巷内有胶带输送机。

所述制浆硐室包括1#泵、2#泵、1#搅拌站、2#搅拌站和水仓，所述1#泵和2#泵通过吸浆管路分别与1#搅拌站、2#搅拌站连接，所述1#泵和2#泵分别通过注浆管路与开采工作面的煤房连通。

所述开采工作面的开采巷道可作为准备工作面的充填巷道。

所述煤房宽度与巷邦采煤机的滚筒宽度相同。

所述1#搅拌站和2#搅拌站将破碎后的矸石与粉煤灰、胶结料和水进行混合搅拌，制成胶结性膏状浆体。

一种井工巷邦无人工作面的充填开采方法，包括以下步骤：

a、将井工煤矿煤田划分为若干采区，开拓采区回风巷、采区胶带运输巷和采区轨道运输巷，构成采区通风运输系统；

b、沿煤层走向掘进充填巷道和开采巷道并构成独立回风系统，在开采巷道内安装巷邦采煤机、可弯曲刮板输送机和可伸缩胶带输送机，并通过溜煤眼和采区胶带运输巷内的胶带输送机形成运煤系统，在充填巷道内布置制浆硐室和注浆管路；

c、在开采巷道一侧利用巷邦采煤机间隔对多个煤房进行开采，每个间隔开采的煤房开采结束后回撤出巷邦采煤机，封闭煤房口；

d、在充填巷道一侧通过制浆硐室和注浆管路向间隔开采的煤房进行填充；

e、煤房内填充物凝固后，对相邻未开采的煤房进行开采，如此循环，直至完成所有未开采煤房的开采。与现有技术相比本发明所具有的有益效果为：

本发明较好的解决了“三下”压煤开采过程中的三个均衡问题，实现了：（1）采煤生产能力与充填生产能力均衡；（2）充填材料供需均衡；（3）充填成本与采矿效益均衡。基本可以实现采矿与充填作业的分离，充填与采矿作业相互干扰小，采煤生产能力与充填生产能力均衡，并真正实现了无人工作面开采。可以减少井下采空区水、瓦斯积聚空间、降低采空区突水、瓦斯爆炸、有害气体突出、浮煤自燃等事故发生可能性，可以充分回收“三下”压煤和边角残煤，延长矿井服务年限；可以大量消化矸石，减轻煤炭开采对地表的影响，减少耕地占用和矿区村庄搬迁，保护和改善矿区生态环境，促进资源开发与生态环境协调发展。