專利名稱：“三下”開采充填工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭開采工藝，具體為一種“三下”開采充填工藝。
背景技術(shù)：
在我國(guó)大部分的煤礦中，都存在“三下”(建筑物下、鐵路下、水體下)壓煤嚴(yán)重的問(wèn)題，制約了礦井的發(fā)展。由于要考慮開采會(huì)對(duì)地面建筑物及鐵路的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，同時(shí)慮及井下作業(yè)的安全性，所以在“三下”進(jìn)行煤炭開采需采用較為特殊的開采技術(shù)，這類特殊的開采技術(shù)簡(jiǎn)稱為“三下”開采技術(shù)。目前常用的條帶采煤法雖然是開采“三下”壓煤的重要方法，但由于其較低的回采率以及不適合大、中型煤礦綜采設(shè)備的安裝使用，從而使其無(wú)法普遍推廣，而使用大、中型礦井綜采設(shè)備在“三下”采煤又面臨采空區(qū)充填問(wèn)題。因此需要一種回采率高、且充填效果好的開采工藝。

為保證井下的通風(fēng)通暢，防止瓦斯積聚，在采煤過(guò)程中必須有一個(gè)回風(fēng)巷，即至少應(yīng)該建有兩條相互貫通的巷道，一條進(jìn)風(fēng)，一條出風(fēng)，形成回風(fēng)通道，以確保安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決目前煤礦“三下”開采技術(shù)中存在的回采率低、對(duì)采空區(qū)無(wú)法進(jìn)行有效充填的技術(shù)問(wèn)題，提供一種“三下”開采充填工藝。本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種“三下”開采充填工藝，包括以下步驟Ca)在平行于待采煤層的兩邊分別開掘一條皮帶回風(fēng)巷和一條軌道進(jìn)風(fēng)巷；所述皮帶回風(fēng)巷與軌道進(jìn)風(fēng)巷的走向與回采方向平行；沿著皮帶回風(fēng)巷與待采煤層不相鄰的一邊開鑿一條與皮帶回風(fēng)巷平行的運(yùn)矸回風(fēng)巷，所述運(yùn)矸回風(fēng)巷與皮帶回風(fēng)巷之間的煤層形成煤墻；(c)對(duì)待采煤層進(jìn)行回采，同時(shí)在運(yùn)矸回風(fēng)巷與皮帶回風(fēng)巷之間的煤墻上垂直于運(yùn)矸回風(fēng)巷開鑿出與回采后形成的采空區(qū)相通的聯(lián)絡(luò)橫川，同時(shí)通過(guò)運(yùn)矸回風(fēng)巷將矸石運(yùn)至已經(jīng)開鑿出的聯(lián)絡(luò)橫川處；(d)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行煤矸石充填作業(yè)，將煤矸石通過(guò)聯(lián)絡(luò)橫川充填至采空區(qū)，充填過(guò)程中應(yīng)始終保持采空區(qū)的寬度不大于15米；將該采空區(qū)填滿后，再將聯(lián)絡(luò)橫川填滿，完成一個(gè)作業(yè)循環(huán)；(e)不斷重復(fù)前述作業(yè)循環(huán)，按照回采進(jìn)度不斷開鑿新的聯(lián)絡(luò)橫川，并對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填作業(yè)，直至將采空區(qū)全部充填完畢；開鑿新的聯(lián)絡(luò)橫川時(shí)，新的聯(lián)絡(luò)橫川和與其最近的已經(jīng)充填滿的聯(lián)絡(luò)橫川之間的間距為15 20米，相鄰兩個(gè)聯(lián)絡(luò)橫川之間的煤墻稱為保護(hù)煤柱。如圖I所示，所述皮帶回風(fēng)巷和軌道進(jìn)風(fēng)巷分別位于待采煤層的兩邊，且與回采方向平行，且相互平行；皮帶回風(fēng)巷、軌道進(jìn)風(fēng)巷、采空區(qū)以及設(shè)于采煤工作面8的采煤設(shè)備后部的支架所在的空間形成回風(fēng)通道，以確保井下的通風(fēng)順暢；運(yùn)矸回風(fēng)巷與皮帶回風(fēng)巷之間夾有一層煤墻，運(yùn)矸回風(fēng)巷用于運(yùn)輸矸石；在對(duì)待采煤層進(jìn)行回采的同時(shí)，在煤柱上開鑿一個(gè)連通運(yùn)矸回風(fēng)巷與皮帶回風(fēng)巷的聯(lián)絡(luò)橫川；采出的煤通過(guò)皮帶回風(fēng)巷運(yùn)出；矸石運(yùn)送至已開鑿好的與采空區(qū)連通的聯(lián)絡(luò)橫川處，并被充填至采空區(qū)；充填過(guò)程中應(yīng)保證采空區(qū)的寬度不大于15米，以確保采煤工作面的安全；所述采空區(qū)的寬度是指沿回采方向的寬度；將該采空區(qū)填滿后，就要開鑿新的聯(lián)絡(luò)橫川；在開鑿新的聯(lián)絡(luò)橫川時(shí)，應(yīng)該先將上一個(gè)聯(lián)絡(luò)橫川充填滿，以確保新開鑿的聯(lián)絡(luò)橫川所承受的壓力不至于過(guò)大，確保作業(yè)安全；新開鑿的聯(lián)絡(luò)橫川與已經(jīng)被充填的且距離最近的聯(lián)絡(luò)橫川的間距為15 20米，也就是兩個(gè)聯(lián)絡(luò)橫川之間的保護(hù)煤柱的寬度為15 20米，以保護(hù)整個(gè)作業(yè)面的安全；保護(hù)煤柱的寬度為15^20米，也可以在確保采空區(qū)安全的前提下與采空區(qū)位置能夠?qū)?yīng)，確保充填作業(yè)的順利實(shí)施；開采作業(yè)與開鑿聯(lián)絡(luò)橫川以及對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填作業(yè)可以是分別進(jìn)行，也可以同步進(jìn)行，直到將整個(gè)待采煤層開采充填完畢。所用的矸石一部分來(lái)自井下采出的原煤一部分來(lái)自井上的礦山或洗煤廠。圖I最右邊的聯(lián)絡(luò)橫川為最先開鑿的，用于對(duì)采空區(qū)5進(jìn)行充填作業(yè)，位于中間的聯(lián)絡(luò)橫川為下一個(gè)將要開鑿的聯(lián)絡(luò)橫川。一般的待采煤層寬度為150米 200米，而皮帶回風(fēng)巷、軌道進(jìn)風(fēng)巷以及運(yùn)矸回風(fēng)巷的寬度不過(guò)幾米，所以本發(fā)明的回采率非常高，在確保安全的前提下最大限度的提高了回采率。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了邊開采邊充填矸石至采空區(qū)，最終在待采煤層開采完畢時(shí)將其填滿，既保證了整個(gè)作業(yè)過(guò)程的安全，又使得井下井上易造成污染的矸石得到充分利用，有效避免了 “三下”開采對(duì)地面建筑物、鐵路及水體的破壞。本發(fā)明適合于大、中型煤礦綜合機(jī)械化采煤，回采率高，矸石利用合理，達(dá)到礦區(qū)生態(tài)與社會(huì)和諧。 進(jìn)一步的，在軌道進(jìn)風(fēng)巷的進(jìn)口與皮帶回風(fēng)巷的出口均設(shè)有風(fēng)機(jī)；軌道進(jìn)風(fēng)巷與皮帶回風(fēng)巷的巷道內(nèi)設(shè)有與風(fēng)機(jī)相連接的風(fēng)筒。通常情況下，在井下開采作業(yè)時(shí)，一般都要在相應(yīng)位置設(shè)立風(fēng)機(jī)以及風(fēng)筒，以確保井下通風(fēng)，使井下瓦斯等危險(xiǎn)氣體濃度保持在安全范圍內(nèi)，確保人員的安全。


圖I實(shí)施本發(fā)明過(guò)程中的巷道布置示意圖。I-運(yùn)矸回風(fēng)巷，2-聯(lián)絡(luò)橫川，3-保護(hù)煤柱，4-皮帶回風(fēng)巷，5-采空區(qū)，6-回采方向，7-軌道進(jìn)風(fēng)巷，8-采煤工作面，9-待采煤層。
具體實(shí)施例方式一種“三下”開采充填工藝，包括以下步驟Ca)在平行于待采煤層9的兩邊分別開掘一條皮帶回風(fēng)巷4和一條軌道進(jìn)風(fēng)巷7 ;所述皮帶回風(fēng)巷4與軌道進(jìn)風(fēng)巷7的走向與回采方向6平行；(b)沿著皮帶回風(fēng)巷4與待采煤層9不相鄰的一邊開鑿一條與皮帶回風(fēng)巷4平行的運(yùn)矸回風(fēng)巷1，所述運(yùn)矸回風(fēng)巷I與皮帶回風(fēng)巷4之間的煤層形成煤墻；(c)對(duì)待采煤層9進(jìn)行回采，同時(shí)在運(yùn)矸回風(fēng)巷I與皮帶回風(fēng)巷4之間的煤墻上垂直于運(yùn)矸回風(fēng)巷I開鑿出與回采后形成的采空區(qū)5相通的聯(lián)絡(luò)橫川2，同時(shí)通過(guò)運(yùn)矸回風(fēng)巷I將矸石運(yùn)至已經(jīng)開鑿出的聯(lián)絡(luò)橫川2處；(d)對(duì)采空區(qū)5進(jìn)行煤矸石充填作業(yè)，將煤矸石通過(guò)聯(lián)絡(luò)橫川2充填至采空區(qū)5，充填過(guò)程中應(yīng)始終保持采空區(qū)5的寬度不大于15米；將該采空區(qū)5填滿后，再將聯(lián)絡(luò)橫川2填滿，完成一個(gè)作業(yè)循環(huán)；(e)不斷重復(fù)前述作業(yè)循環(huán)，按照回采進(jìn)度不斷開鑿新的聯(lián)絡(luò)橫川2，并對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填作業(yè)，直至將采空區(qū)5全部充填完畢；開鑿新的聯(lián)絡(luò)橫川2時(shí)，新的聯(lián)絡(luò)橫川2和與其最近的已經(jīng)充填滿的聯(lián)絡(luò)橫川2之間的間距為15 20米，相鄰兩個(gè)聯(lián)絡(luò)橫川2之間的煤墻稱為保護(hù)煤柱3。在軌道進(jìn)風(fēng)巷7的進(jìn)口與皮帶回風(fēng)巷4的出口均設(shè)有風(fēng)機(jī)；軌道進(jìn)風(fēng)巷7與皮帶回風(fēng)巷4的巷道內(nèi)設(shè)有與風(fēng)機(jī)相連接的風(fēng)筒。在運(yùn)矸回風(fēng)巷I的入口處設(shè)有風(fēng)機(jī)；運(yùn)矸回風(fēng)巷I巷道內(nèi)設(shè)有與風(fēng)機(jī)相連接的風(fēng)筒。還可以在煤墻上開鑿2 3條預(yù)備用聯(lián)絡(luò)橫川，所述預(yù)備用聯(lián)絡(luò)橫川之間的間距應(yīng)大于50米；預(yù)備用聯(lián)絡(luò)橫川與已開鑿的聯(lián)絡(luò)橫川2的最小間距也大于50米。矸石是通過(guò)翻車機(jī)運(yùn)送至聯(lián)絡(luò)橫川2處；矸石的投射是通過(guò)刮板機(jī)和拋?lái)窓C(jī)進(jìn)行的；刮板機(jī)將矸石運(yùn)送至拋?lái)窓C(jī)，拋?lái)窓C(jī)將矸石拋射至采空區(qū)5。運(yùn)矸回風(fēng)巷I也可以作為回風(fēng)通道，在運(yùn)矸回風(fēng)巷I巷道內(nèi)設(shè)置風(fēng)機(jī)及風(fēng)筒，能夠進(jìn)一步促進(jìn)整個(gè)巷道內(nèi)通風(fēng)的順暢；在作業(yè)前開鑿預(yù)備用聯(lián)絡(luò)橫川，用于通風(fēng)，并可以作為人員的安全通道；一般開鑿2 3條，預(yù)備用聯(lián)絡(luò)橫川間距50米能夠保證安全。皮帶回風(fēng)巷4和軌道進(jìn)風(fēng)巷道7作為兩個(gè)安全出口，運(yùn)矸回風(fēng)巷I也可作安全出口。翻車機(jī)運(yùn)進(jìn)來(lái)的矸 石傾倒在刮板機(jī)上，且需要控制好每次傾倒的量，以免堆積范圍過(guò)大后需要人工往刮板機(jī)上料。拋?lái)窓C(jī)有一定高度，這就要刮板機(jī)布置成一定坡度才能把矸石送入拋?lái)窓C(jī)的皮帶上。
權(quán)利要求
1.一種“三下”開采充填工藝，其特征在于，包括以下步驟(a)在平行于待采煤層(9)的兩邊分別開掘一條皮帶回風(fēng)巷(4)和一條軌道進(jìn)風(fēng)巷(7);所述皮帶回風(fēng)巷(4)與軌道進(jìn)風(fēng)巷(7)的走向與回采方向(6)平行；(b)沿著皮帶回風(fēng)巷(4)與待采煤層(9)不相鄰的一邊開鑿一條與皮帶回風(fēng)巷(4)平行的運(yùn)矸回風(fēng)巷(I )，所述運(yùn)矸回風(fēng)巷(I)與皮帶回風(fēng)巷(4)之間的煤層形成煤墻；(c)對(duì)待采煤層(9)進(jìn)行回采，同時(shí)在運(yùn)矸回風(fēng)巷(I)與皮帶回風(fēng)巷(4)之間的煤墻上垂直于運(yùn)矸回風(fēng)巷(I)開鑿出與回采后形成的采空區(qū)(5)相通的聯(lián)絡(luò)橫川(2)，同時(shí)通過(guò)運(yùn)矸回風(fēng)巷(I)將矸石運(yùn)至已經(jīng)開鑿出的聯(lián)絡(luò)橫川(2)處；(d)對(duì)采空區(qū)(5)進(jìn)行煤矸石充填作業(yè)，將煤矸石通過(guò)聯(lián)絡(luò)橫川(2)充填至采空區(qū)(5)，充填過(guò)程中應(yīng)始終保持采空區(qū)(5)的寬度不大于15米；將該采空區(qū)(5)填滿后，再將聯(lián)絡(luò)橫川(2)填滿，完成一個(gè)作業(yè)循環(huán)；(e)不斷重復(fù)前述作業(yè)循環(huán)，按照回采進(jìn)度不斷開鑿新的聯(lián)絡(luò)橫川(2)，并對(duì)采空區(qū)(5)進(jìn)行充填作業(yè)，直至將采空區(qū)(5)全部充填完畢；開鑿新的聯(lián)絡(luò)橫川(2)時(shí)，新的聯(lián)絡(luò)橫川(2)和與其最近的已經(jīng)充填滿的聯(lián)絡(luò)橫川(2)之間的間距為15 20米，相鄰兩個(gè)聯(lián)絡(luò)橫川(2)之間的煤墻稱為保護(hù)煤柱(3)。
2.如權(quán)利要求I所述的“三下”開采充填工藝，其特征在于，在軌道進(jìn)風(fēng)巷(7)的進(jìn)口與皮帶回風(fēng)巷(4)的出口均設(shè)有風(fēng)機(jī)；軌道進(jìn)風(fēng)巷(7)與皮帶回風(fēng)巷(4)的巷道內(nèi)設(shè)有與風(fēng)機(jī)相連接的風(fēng)筒。
3.如權(quán)利要求2所述的“三下”開采充填工藝，其特征在于，在運(yùn)矸回風(fēng)巷(I)的入口處設(shè)有風(fēng)機(jī)；運(yùn)矸回風(fēng)巷(I)巷道內(nèi)設(shè)有與風(fēng)機(jī)相連接的風(fēng)筒。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述的“三下”開采充填工藝，其特征在于，還在煤墻上開鑿2^3條預(yù)備用聯(lián)絡(luò)橫川，所述預(yù)備用聯(lián)絡(luò)橫川之間的間距應(yīng)大于50米；預(yù)備用聯(lián)絡(luò)橫川與已開鑿的聯(lián)絡(luò)橫川(2)的最小間距也大于50米。
5.如權(quán)利要求I或2或3所述的“三下”開采充填工藝，其特征在于，矸石是通過(guò)翻車機(jī)運(yùn)送至聯(lián)絡(luò)橫川(2)處；矸石的投射是通過(guò)刮板運(yùn)輸機(jī)和拋?lái)窓C(jī)進(jìn)行的；刮板運(yùn)輸機(jī)將矸石運(yùn)送至拋?lái)窓C(jī)，拋?lái)窓C(jī)將矸石拋射至采空區(qū)(5)。
6.如權(quán)利要求4所述的“三下”開采充填工藝，其特征在于，煤矸石是通過(guò)翻車機(jī)運(yùn)送至聯(lián)絡(luò)橫川(2)處；煤矸石的投射是通過(guò)刮板機(jī)和拋?lái)窓C(jī)進(jìn)行的；刮板機(jī)將煤矸石運(yùn)送至拋?lái)窓C(jī)，拋?lái)窓C(jī)將煤矸石拋射至采空區(qū)(5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤炭開采工藝，具體為一種“三下”開采充填工藝。解決了目前煤礦開采技術(shù)中存在的回采率低、對(duì)采空區(qū)無(wú)法進(jìn)行有效充填的技術(shù)問(wèn)題。一種“三下”開采充填工藝，包括以下步驟(a)在平行于待采煤層的兩邊分別掘進(jìn)一條皮帶回風(fēng)巷和一條軌道進(jìn)風(fēng)巷；(b)沿著皮帶回風(fēng)巷的一邊開鑿一條運(yùn)矸回風(fēng)巷；(c)對(duì)待采煤層(9)進(jìn)行回采，同時(shí)在運(yùn)矸回風(fēng)巷與皮帶回風(fēng)巷之間的煤柱上垂直于運(yùn)矸石巷道開鑿出聯(lián)絡(luò)橫川；(d)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行煤矸石充填作業(yè)，完成一個(gè)作業(yè)循環(huán)；(e)不斷重復(fù)前述作業(yè)循環(huán)，直至將采空區(qū)全部充填完畢。本發(fā)明適合于大、中型煤礦綜合機(jī)械化采煤，回采率高，矸石利用合理，達(dá)到了礦區(qū)生態(tài)與生產(chǎn)的和諧。
文檔編號(hào)E21F1/08GK102865099SQ20121030991
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者趙俊杰, 張成成, 張志鵬, 魏廣, 程鵬 申請(qǐng)人:山西晉煤集團(tuán)金鼎煤機(jī)礦業(yè)有限責(zé)任公司