[发明专利]一种特厚煤层分层非整体充填开采方法

说明书

本发明公开了一种特厚煤层分层非整体充填开采方法，用于“三下”特厚煤层的开采，结合煤质性质和设备综合进行分层，确定分层高度，然后利用上房柱非整体充填回收煤柱、下条带式充填开采的方式，整层煤采用上述两种方式对煤层依次进行开采，先采上层、再采下层，直至开采完整层煤。本发明很好地利用煤层代替人工假顶，大幅度减少材料损耗，充填方式实现了非整体充填，节省充填材料，采动过程中，由于均实现采充相结合的方式，在即将缺少煤柱的时候，更快的以固体胶结充填材料代替煤柱，严格控制上覆岩层出现大幅变化，保证了地面建筑物的安全，上下结构相互配合，能控制地表下沉。

技术领域

本发明涉及一种特厚煤层分层非整体充填开采方法，具体涉及一种在“三下”压煤情况下，特厚煤层非整体充填的开采方法，属于煤炭开采技术领域。

背景技术

“三下”煤层开采一直处于特殊开采范围内，对于“三下”煤层的开采，国内外的学者已经做过了大量的研究，并且有些成果取得了较好的效果，特别是薄煤层开采的情况下，效果较为显著——有效地保护了地表建筑物。但是对于“三下”特厚煤层开采，解决方案一直不是很好，不是铺设假顶耗资耗时严重，就是采用大量矸石充填，运费成本大幅提升，充填方案欠佳。分层充填开采，要想减少开采耗资，并且合理控制岩层压力，防止地表沉陷，就需要在充填方式、上下分层布置上有改进，目前这种综合性新开采方法的提出迫在眉睫。

发明内容

本发明旨在提供一种特厚煤层分层非整体充填开采方法，利用现有的开采材料、开采设备，提出一种全新的上下分层交替进行开采的“三下”特厚煤层开采方法，上层采用房柱非整体充填回收煤柱、下层采用条带式充填开采的方式。

本发明是针对目前“三下”特厚煤层开采方法的局限性而设计的，“三下”煤层开采目前主要采用充填开采，而且充填方式为全充填，不是铺设假顶耗资耗时严重，就是采用大量矸石充填，运费成本大幅提升，充填方案欠佳。本发明的目的是特厚煤层中既采用良好充填结构充填开采煤层，以保证地面建筑物不受开采影响；煤层上下层开采的充填结构相互结合，形成整体稳定结构，上下煤层间利用一定厚度煤层预留顶板，减少铺设人工假顶的耗资，整个发明方法中使用设备均为传统开采工艺中所用设备，方法可行性较强。

本发明所指特厚煤层是指厚度大于8米的煤层。

本发明提供了一种特厚煤层分层非整体充填开采方法，针对“三下”特厚煤层的开采，结合煤质性质和设备综合进行分层，确定分层高度，然后利用上房柱非整体充填回收煤柱、下条带式充填开采的方式，整层煤采用上述两种方式对煤层依次进行开采，先采上层、再采下层，直至开采完整层煤。具体步骤如下：

（1）根据“三下”煤层开采时地面建筑物保护情况，将煤层按3～4.5m高度进行分层，确定煤层分层层数，然后依次分层分采；

（2）上层采用房柱式非完全充填回收煤柱：

①首先按传统房柱式开采方式，布置设备，将第一分层按传统房柱式开采采出煤房，直到采区边界；

②然后按照固体胶结充填方式进行第一个充填开采循环工作，在靠近采区边界的煤柱一端开始，首先在该煤柱另一端设立宽度为2～3m的挡墙，实现对顶底板的支撑，预留充填管道口，然后用固体胶结充填材料进行充填，一次充填后如果充填未满，进行二次充填，直到充填满为止；充填工作结束后，在充填体冷凝170min～300min后，达到终凝效果，随后回收煤柱；

③第一排煤柱回收完毕后，沿开始建设的挡墙，将采完煤柱的采空区封闭，同样利用2～3m的挡墙，接着进行下一排煤柱回收，回收方式同步骤②；

④按步骤②、③重复进行，直到第一层煤全部开采完成，接着开始下一层煤的开采；

（3）下层采用条带充填开采：