[发明专利]中厚以下煤层的条带式流体膨胀充填开采方法

摘要

本发明涉及一种中厚以下煤层的条带式流体膨胀充填开采方法，属于煤炭开采充填领域。本方法适用于厚度在2米以下的煤层，按照长壁回采工艺布置采煤工作面及其生产系统，依据煤层老顶初次垮落步距和关键层理论，按照垮落带宽度小于关键层或复合关键层的安全跨度、充填带的宽度小于老顶初次垮落步距的原则，分别确定垮落带宽度和充填带宽度；使用流体膨胀材料对充填带的采空区进行全部充填；利用充填体控制充填带上覆岩层的移动变形，利用关键层或复合关键层控制垮落带上覆岩层的移动变形；本方法与现行的利用矸石、膏体等材料进行充填的各种长壁充采工艺相比，将地表沉降控制在了允许的最小程度之内，使采区回采率大大提高。

主权项

一种中厚以下煤层的条带式流体膨胀充填开采方法，其特征在于：该方法按下述步骤进行：(1)按照长壁回采工艺布置采煤工作面及其生产系统，确定垮落带和充填带的宽度：对煤层的上覆岩层性质进行综合分析，确定对控制上覆岩层移动起主要作用的岩层‑关键层或复合关键层，并模拟计算关键层或复合关键层的极限跨度L和安全跨度M；对煤层的老顶岩性进行分析，确定老顶的初次来压步距A；按照“垮落带宽度小于关键层或复合关键层的安全跨度和充填带宽度小于老顶的初次来压步距”的原则，分别确定垮落带宽度R和充填带宽度N，即：R＜M、N＜A；(2)开采充填带：自采煤工作面开采线始，按垮落带、充填带的排列次序，将工作面划分成若干个垮落带和充填带，按照长壁采煤工作面的采煤工艺对第一个充填带进行开采；(3)对充填带的采空区进行充填：首先，在充填带采空区的两端分别构筑充填挡墙，与两侧的煤壁形成充填带采空区的充填区，进风巷端的充填挡墙预留有充填口，流体膨胀材料通过管道从充填口自流输送到充填区，当流体膨胀材料液位达到充填口下沿时，停止充填，撤出充填管路，封堵充填口；(4)开采垮落带：充填带的充填工序完成后，采用长壁采煤工艺对垮落带进行开采，从工作面开采线开始开采第一个垮落带，开采结束后，该采空区不再进行充填，然后，再进行第二组充填带的开采充填和垮落带的开采，如此循环，直至采煤工作面的停采线。