[发明专利]一种煤矿强弱强全采全充方法

说明书

本发明公开了一种煤矿强弱强全采全充方法，尤其适用于煤矿“三下”压煤和矿井水难以处理的煤层开采。将长壁工作面开采煤体沿运输平巷至回风平巷划分若干条带，间隔开采条带并充填，以矸石胶结与高水材料间隔充填，形成支撑顶板的强弱强结构，矸石胶结充填为强支撑结构，原料为煤矸石与特定配比水泥或粉煤灰和胶结剂，利用泵将材料从地面输送至井下充填；高水材料充填为弱支撑结构，采用矿井水与凝固剂形成凝固体，并利用泵将井下矿井水和凝固剂输送至采空条带中充填。从而实现煤矿“三下”压煤安全开采，为高矿化度矿井水井下处理提供了新的技术途径，减少充填成本，对传统矿井水地面排放造成的生态环境影响意义重大，推广应用价值较高。

技术领域

本发明涉及一种煤矿强弱强全采全充方法，尤其适用于煤矿“三下”压煤和矿井水难以处理的煤层开采。

背景技术

随着煤炭资源的逐渐开采，矿井面临资源枯竭的困境。造成这一现象的根本原因并不是煤炭资源缺失，而是由于矿井“三下”压煤问题不断突出，显著影响矿山企业的正常生产。其次随着环保要求的提供，国家对外排矿井水质量要求越来越高；尤其在我国西部矿区，地下水矿化度较高，部分矿山企业矿井水只能深度净化后才允许外排，给企业运营增加了大量成本。

现如今，国内外还没有一种能同时解决“三下”压煤和矿井水处理的开采方法，本文利用矸石胶结充填与高水充填循环开采。其中胶结充填材料强度高的特性控制岩层移动，防止地表沉降，高水充填材料用来处理矿井水，解决矿井污水外排问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对“三下”压煤和矿井水难以处理的煤层开采问题，结合充填开采优势，提供一种在井下同时完成充填开采及矿井污水处理的开采方法。

技术方案：本发明的一种煤矿强弱强全采全充方法，包括掘进自采区运输上山区段运输平巷和采区回风上区段回风平巷至区段工作面边界；在区段工作边界施工联络巷将区段运输平巷与区段回风平巷连通，形成通风回路，其特征在于，包括如下步骤：

a.在区段工作面边界一侧留设宽度约为5m的护巷煤柱，沿区段掘进方向，将待开采区段工作面沿区段回风平巷方向划分为若干个条带，每个条带的宽度约为5m；

b.先自区段工作面边界一侧的五个条带沿采区上山方向采用连采机进行巷道开采和充填作业；

c.然后在开采充填后的五个条带前方，对区段工作面未开采条带按每4个条带为一个区段，靠近条带的为分区L₁，自未开采区段作面边界采区上山方向区段依次编为分区L₂、L₃、…、L_n，对于任一个区段L_i内的4个条带，未开采区段作面边界至采区上山方向依次编为开采顺序从分区L₁至分区L_n依次开采；

d.对每个区段进行巷道开采和充填渐进循环作业，直至完成整个开采区段工作面，总体构成强弱强支撑结构。

所述步骤b中五个条带的巷道开采和充填作业具体步骤如下：

①在靠近区段工作面边界的五个条带沿开采方向依次编为条带

②先开采条带由区段运输平巷一侧向区段回风平巷一侧掘进，采出的煤通过布置在运输平巷一侧的皮带输送机运出，直至掘出条带

③条带掘出后撤出采掘设备，在条带入口处靠区段运输平巷一侧构筑密闭墙，并在条带出口处靠区段回风平巷一侧布置充填设备和充填材料输送管路，用矸石胶结材料向掘出的条带进行充填，构成强支撑结构；

④重复步骤②、步骤③开采条带条带掘出并撤出采掘设备后，在条带入口处靠区段运输平巷一侧构筑密闭墙，在条带出口处靠区段回风平巷一侧布置充填设备和管路，用矸石胶结材料向掘出的条带进行充填，构成强支撑结构；