[发明专利]全负压连采连充分步置换“三下”采煤法

摘要

本发明公开了一种全负压连采连充分步置换“三下”采煤法，主要是将整个采煤区段划分多个生产单元，每个生产单元由三个支巷工作面组成，支巷将运输顺槽和回风顺槽贯通；开采顺序采用跳采方式，即先从一单元开始，按照一单元、三单元、五单元.....、依次类推，然后再从二单元开始，按照二单元、四单元、六单元.....、依次类推；至整个区段的生产单元回采、充填完毕。本发明从空间上将掘、采、充三个工序分布到不同支巷，进行了有效隔离、互不影响、安全程度大大提升；采用充填矸石胶带输送机和抛矸机在回采完毕后的支巷内充填，实现采充平行作业。

主权项

一种全负压连采连充分步置换“三下”采煤法，其特征在于，步骤如下：第一步，布置工作面首先在“三下”区段按照常规的采区布置方法，掘进出运输上山巷道和回风上山巷道，按照工作面80‑100m的长度确定出运输顺槽和回风顺槽的位置；在运输上山巷道中沿工作面走向掘进运输顺槽，在回风上山巷道中沿工作面走向掘进回风顺槽，在采区边部掘进切眼；形成该采煤区段的上行式全负压通风系统；再将整个采煤区段划分多个生产单元，从采区边部开始由里向外依次为一单元、二单元.....,每个生产单元由3个支巷工作面组成，由里向外依次为第一支巷、第二支巷、第三支巷，支巷将运输顺槽和回风顺槽贯通；每条支巷宽度定为5m，两条支巷之间留设5m宽度煤柱；第二步，确定开采顺序开采顺序采用跳采方式，即先从一单元开始、按照一单元、三单元、五单元.....、依次类推，然后再从二单元开始，按照二单元、四单元、六单元.....、依次类推；第三步，生产单元的开采第3.1步、布置运输设备，在运输顺槽中布置煤炭胶带输送机，在回风顺槽布置矸石皮带机；第3.2步、首先将每个支巷分成上、下两个分层；采用EBZ160型掘进机掘进第一支巷的上分层，掘进下来的煤炭用可弯曲胶带输送机运输转载至顺槽巷道，由煤炭胶带输送机转入矿井运输系统；边掘进边进行支护；顶板采用高强锚杆和锚索支护，两帮采用木锚杆或/和玻璃钢锚杆并且挂网支护；第3.3步、一单元第一支巷上分层掘进完成后，转至第二支巷的上分层继续进行掘进；同时采用连采机对第一支巷下分层进行后退式卧底回采，回采下来的煤炭用可弯曲胶带输送机运输转载至顺槽巷道，由煤炭胶带输送机转入矿井运输系统；边回采边对两帮部进行支护，支护方式仍然采用木锚杆/玻璃钢锚杆并且挂网支护；第3.4步、一单元第一支巷下分层回采完成后，同时，第二支巷的上分层完成掘进；此时，再转至第三支巷的上分层进行掘进；同时，对第二支巷的下分层进行后退式卧底回采，边回采边对两帮部进行支护；同时，对回采完成后的第一支巷6充填矸石和似膏体，从而支撑住采空的巷道顶板，此时，在一单元的三条支巷内同时进行掘进、回采、充填工作，实现平行作业；所述的矸石和似膏体的具体充填方法为：(1)、在支巷的下开口构筑砖石封闭门，将下开口封闭，并用钢管混凝土墩柱加强支护；(2)、在回风顺槽布置矸石皮带机，将来自井下缓冲矸石仓的矸石转运至待充支巷的上开口处；(3)、从支巷的上开口进入支巷中，采用抛矸机对支巷进行矸石充填；先由外向里采用前进式充填下分层，再由里向外采用后退式充填下分层；(4)、按照水：水泥：粉煤灰按1：1：4的比例配制似膏体，经搅拌机搅拌均匀后用充填泵和3寸钢管向矸石缝隙充填，并使似膏体接触到顶板，保证充填体的初撑力；(5)、最后以构筑砖石封闭门的形式将支巷的上开口封闭；第四步，正规循环作业一单元第三支巷的上分层掘进完成后，转至三单元第一支巷掘进；同时，一单元第二支巷的下分层回采完成，转至第三支巷的下分层回采；同时，一单元第一支巷充填完成，转至第二支巷充填矸石和似膏体；以此类推，按照第二步确定的开采顺序进行，至整个区段的生产单元回采、充填完毕；第五步，待顶板压力稳定后，再采用连采机由里向外依次回采留设的煤柱；在回收煤柱过程中，根据井下矿压观测和地表移动观测的结果，确定是否对回收煤柱后形成的采空巷道进行充填，如果需要充填，按照上述第3.4步中矸石和似膏体的具体充填方法进行。