[发明专利]一种三软煤层地质条件下建下充填开采工艺

说明书

本发明公开的属于开采工艺技术领域，具体为一种三软煤层地质条件下建下充填开采工艺，包括以下步骤：S1:充填材料选择及配比：煤矿试采期间以本部电厂的粉煤灰、炉渣作为主要充填材料；该种三软煤层地质条件下建下充填开采工艺，采用粉煤灰、炉渣作为主要充填骨料，通过管路输送到充采工作面，充填工作面采用综掘机连采连充的方法，在有效控制好顶板的情况下实现快速充填，同时在充填工作面规划时，计划充填小面不施工运输巷，材料巷布置充填管路和运煤皮带，材料巷向下掘进充填巷，到设计长度时撤除综掘机封堵上端口充填，节省一条巷道的施工，而且充填巷下端头是实体煤无需封堵，可避免溃浆隐患，经济效益、安全效益明显。

技术领域

本发明涉及开采工艺技术领域，具体为一种三软煤层地质条件下建下充填开采工艺。

背景技术

煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿，当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿，当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿。

而在煤矿开采中就存在着“软岩”矿井，井田范围内村庄密集，建筑物、铁路及高速公路压煤量大，开展建下压煤开采是矿井长远可持续发展的必由之路，是解放建下压煤资源充分回收煤炭资源的有效路径。

“三软煤层”特殊开采条件下建下充填开采主要存在的问题为：一是根据地质条件研究适宜的充填回采工艺在顶板下沉变化时间段内进行快速的回采充填，减少顶板下沉量；二是需优化设计充填开采工作面及巷道布置，配合充填回采工艺，缩短回采充填时间最大程度的减少建下开采的影响，满足建下回采要求。

目前软岩条件下充填开采的瓶颈是没有充填时间和空间，尚无可借鉴的技术工艺及经验，软岩充填开采技术存在空白，无法实现软岩矿井充填开采技术突破。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三软煤层地质条件下建下充填开采工艺，以解决上述背景技术中提出的目前软岩条件下充填开采的瓶颈是没有充填时间和空间，尚无可借鉴的技术工艺及经验，软岩充填开采技术存在空白，无法实现软岩矿井充填开采技术突破的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三软煤层地质条件下建下充填开采工艺，包括以下步骤：

S1:充填材料选择及配比：煤矿试采期间以本部电厂的粉煤灰、炉渣作为主要充填材料，并进行了充填膏体配比试验；

S2:膏体充填材料配比及可行性分析：根据热电厂粉煤灰与炉渣日产量，确定配比筛选范围在1：1～3：1，在水泥含量、添加剂和水胶比一定的条件下得出不同配比的抗压强度；

S3:电厂废水利用可行性分析：电厂冷却水通过水质检测，可知该冷却水为Ⅳ类水，受污染程度较小，废水PH值在7.5，水质由于在冷却塔循环中散热浓缩导致硬度大，含盐量较大，可用于制备膏体充填材料；

S4：充填方式的选择：当膏体充填的充填率高，对地面减沉效果好的情况下，结合矿区可用的充填材料，确定使用膏体充填方式，需要在地面建立充填站，安装充填泵，制备充填膏体通过管路输送到充填工作面；

S5：充填工作面巷道布置及采充：

(1)：巷道布置：充填小面施工材料巷、切眼两条巷道，不施工运输巷，以2112试采面为例，如图一需要施打1、2共计2条巷道；

(2)：生产系统：材料巷布置充填管路和充填巷运煤皮带；

(3)：充采工艺：对2112试采面的采充工艺在调研的基础上优化，外部矿井是布置材料巷、运输巷，材料巷布置充填管路和运矸皮带，运输巷布置皮带运煤；不需要单独布置一条巷道运输矸石，全部充填材料通过充填站及管路输送，进行优化，只施打材料巷，布置充填管路和皮带；