[发明专利]一种用于端帮煤的连续采煤机钻孔式膏体充填开采方法

说明书

一种用于端帮煤的连续采煤机钻孔式膏体充填开采方法，属于采煤方法领域，可解决现有端帮煤开采、人员进硐铺设充填管路、充实率和接顶效果差、资源回收率低、矿区生态环境破坏、边坡稳定性差等问题，将露天煤矿端帮压煤划分为若干区段，区段内规划若干采硐，采硐之间留设采硐间煤柱；在区段内进行初次开采跳采，同时，在采硐中部上方地表位置布置若干充填孔，并采用钢制套管套壁，将高浓度的充填体注入到采硐采开采后形成采空区，充填作业分两次完成，区段内完成初次开采后进行二次开采，直至完成所有区段采硐的开采和充填。本方法能够提高开采和充填期间的安全性，无需人员进巷操作；简化充填工艺，降低充填成本。

技术领域

本发明属于采煤方法技术领域，具体涉及一种用于端帮煤的连续采煤机钻孔式膏体充填开采方法。

背景技术

据相关资料统计，2017年全国露天煤矿439座，产能9.22亿吨，占煤炭总产能比例达到17.37%，说明露天开采已经成为我国煤炭开采行业的重要组成部分。露天煤矿开采过程中会遗留下大量的端帮煤柱、排土场压煤、矿间煤柱以及小煤窑残留煤炭资源，每年端帮压煤超过1亿吨，大部分尚未得到合理利用，占用土地超过500万亩。如此大量的压煤无法采出，一方面降低了煤炭资源采出率，而且一旦回填矿坑，则会使煤炭资源永久无法采出，造成资源浪费；另一方面开采不当会造成煤自燃、坡体失稳、开采沉陷、破坏植被、水土流失等一系列问题。国产连采成套设备为回收端帮煤炭资源创了新的局面。连续采煤机的导航技术、远程遥控、顶板冒落自救等先进技术在端帮开采中得到了广泛应用。但也引起了其他两方面的新的问题。一方面，大规模机械化开采加重了对环境的破坏，尤其是边坡稳定性；另一方面，端帮煤炭资源的回收率如何进一步提高。

充填采煤技术成为解决上述问题的有效方法，然而充填采煤技术多用于井工开采，在巷道中铺设充填管路，打密闭墙，从井下或者地面加压输送充填材料。而该充填采煤技术不适用于端帮开采，原因是：一方面，采硐中铺设充填管路需要人员进硐操作，而为保证人员安全需要支护采硐，增加经济成本、开采工序，降低安全性、产量，严重制约了充填技术在端帮开采中的应用；另一方面，由于端帮压煤埋深浅，对接顶质量和充实率有着更高要求，常规充填技术用于端帮开采时，接顶工序复杂、质量差，充实率低，对端帮边坡稳定性造成严重影响。

因此，先进的采煤成套设备需要新的采煤工艺与之同步发展、进步。基于上述问题，提出一种用于端帮煤的连续采煤机钻孔式膏体充填开采方法，解决端帮开采回收率低、充填过程安全性低，人员进巷操作，充填工艺复杂，充填成本高，现场管理困难，端帮煤炭资源的采出率低，接顶效果差、充实率低，剥离沙土废弃物占用空间，地表沉陷，影响矿区生态环境的问题，实现绿色智能端帮开采。

发明内容

本发明针对现有端帮煤开采、人员进硐铺设充填管路、充实率和接顶效果差、资源回收率低、矿区生态环境破坏、边坡稳定性差等问题，提供一种用于端帮煤的连续采煤机钻孔式膏体充填开采方法。

本发明采用如下技术方案：

一种用于端帮煤的连续采煤机钻孔式膏体充填开采方法，包括如下步骤：

第一步，巷道总体布置：将露天煤矿帮压煤划分为若干区段，区段内划分采硐，留设采硐间煤柱，采充顺序采用跳采方式；

第二步，端帮开采：将连续采煤机和步进式行走平台安装在待开采端帮的前方，连续采煤机的机身连接抽出式通风除尘风筒和速连胶带运输单元，安装完成后连续采煤机完成落煤和自行装煤，速连胶带运输单元完成运煤，抽出式风筒完成除尘，随着连续采煤机探入深度的增加，延长抽出式风筒和步进式行走平台推入速连胶带运输单元，直至达到设计的探入深度；

第三步，采硐充填：在采硐开采完成后同时，在采硐顶部沿采硐推进方向，居中布置单列若干间隔的钻孔，并安置套管，同时采硐口砌永久密闭墙，连接充填管路，进行初次充填和二次充填，均采用跳充，充填设备调试完成后，按照注水洗管、灰浆推水、膏体充填、灰浆推膏体材料、水推灰浆的顺序完成；