[发明专利]一种矿山资源同面全采局充开采方法

说明书

本发明公开了一种矿山资源同面全采局充开采方法，具体是：在一个开采块段内逐个布置相同的混采面，采用全部开采、局部充填的方法对煤炭资源进行回采；混采面内分段布置综采垮落段和固体充填段，综采垮落段和固体充填段之间利用过渡液压支架来实现整个工作面的协调开采；混采面长度为200～400m，其中固体充填段的长度是混采面长度的1/3～1/2倍，利用沿空留巷技术保留固体充填段一侧回采巷道，作为相邻混采面综采垮落段一侧回采巷道。本发明结合了综采和充填开采的优势，可显著弱化深部高应力环境下沿空留巷矿压显现强度，减小沿空留巷变形和区段煤柱损失，同时处理矸石、粉煤灰等固体废弃物，能够实现煤炭资源的安全高效绿色化开采。

技术领域

本发明涉及沿空留巷和固体充填开采技术领域，尤其涉及一种矿山资源同面全采局充开采方法。

背景技术

随着煤炭资源的高强度开采，我国浅部煤炭资源逐渐枯竭，煤炭开采逐渐转向深部，然而深部围岩应力巨大，矿压显现强烈，巷道通常难以维护。现有的综采垮落法开采为了保证回采巷道的稳定性，通常需要留设30~60m的区段保护煤柱，这造成了煤炭资源的严重浪费。固体充填开采虽然可以有效控制深部采场矿压，处理矸石、粉煤灰等固体废弃物，但因为工作面长度较短，难以实现高产高效。传统的沿空留巷技术施工工艺复杂，通常巷道变形较大，在深部高应力环境中的留巷效果更加难以保证。

如何实现煤炭的安全高效开采并有效处理矸石、粉煤灰等固体废弃物成为目前矿山煤炭资源面临的重要难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿山资源同面全采局充开采方法，可以解决地面矸石造成的环境污染、沿空留巷支护困难问题，提高煤炭资源采出率，实现煤炭资源的安全高效绿色化开采。

为实现上述目的，本发明的一种矿山资源同面全采局充开采方法，包括如下步骤：

（1）在一个开采块段内掘进回风上山和运输上山，然后开掘ZC101混采面运输平巷、ZC101混采面回风平巷及ZC101混采面开切眼，形成完整的生产系统；

（2）在ZC101混采面内分段布置综采垮落段和固体充填段，固体充填段布置在ZC101混采面下段，综采垮落段布置在ZC101混采面上段，或者固体充填段布置在ZC101混采面上段，综采垮落段布置在ZC101混采面下段；固体充填段采用综合机械化固体充填技术进行开采，综采垮落段采用综合机械化开采，全部垮落法处理采空区，固体充填段与综采垮落段之间利用过渡液压支架实现协调布置；ZC101混采面采用仰斜布置，后退式开采，综采垮落段和固体充填段按工序交替进行；

（3）固体充填段一侧的ZC101混采面运输平巷进行沿空留巷处理，ZC101混采面回风平巷采用全部垮落法处理，不进行沿空留巷；

（4）ZC101混采面回采结束后，开掘ZC102混采面回风平巷和ZC102混采面开切眼，并利用ZC101混采面运输平巷作为ZC102混采面运输平巷；ZC102混采面的采煤方法与ZC101混采面相同；固体充填段一侧的ZC102混采面回风平巷进行沿空留巷处理，ZC102混采面运输平巷采用全部垮落法处理，不进行沿空留巷；

（5）ZC102混采面回采结束后，开掘ZC103混采面运输平巷和ZC103混采面开切眼，并利用ZC102混采面回风平巷作为ZC103混采面回风平巷；ZC103混采面的采煤方法与ZC101混采面相同；固体充填段一侧的ZC103混采面运输平巷进行沿空留巷处理，ZC103混采面回风平巷采用全部垮落法处理，不进行沿空留巷；

（6）在ZC103混采面相邻位置接续布置混采面，重复步骤（4）~（5）的作业方式，最终完成整个开采区域的煤炭回采以及对应采空区的充填。

优选的，所述混采面的长度均为200~400m，其中固体充填段长度为混采面长度的1/3~1/2倍。

优选的，所述沿空留巷的支护墙体由垒砌的矸石墙和胶结充填体组成。