一種無煤柱開采方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種無煤柱開采方法：在上區(qū)段工作面回采結(jié)束后，沿采空區(qū)預(yù)留窄煤柱掘進(jìn)下區(qū)段軌道巷。下區(qū)段回采巷道掘進(jìn)完成后，超前下區(qū)段工作面沿采空區(qū)邊緣構(gòu)筑充填體置換留設(shè)的窄煤柱，充填體隨工作面的推進(jìn)逐段施工，直至完成下區(qū)段工作面的回采，依次循環(huán)，直至完成整個區(qū)域的煤炭開采。降低了沿空掘巷的支護(hù)難度，有效控制了沿空掘巷的變形并且隔絕了采空區(qū)，提高了煤炭資源的回收率。其方法簡單，安全可靠，綠色環(huán)保、效果好。
【專利說明】一種無煤柱開采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開采方法，尤其是一種適用于頂板條件較好的沿空掘巷內(nèi)構(gòu)筑充填體置換窄煤柱的沿空掘巷內(nèi)構(gòu)筑充填體置換窄煤柱的無煤柱開采方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為“綠色開采”的一個重要的研究分支，無煤柱開采模式是當(dāng)前我國煤礦生產(chǎn)建設(shè)中探索實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排思想和貫徹人類生存可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，也是國家十二五計(jì)劃重點(diǎn)資助研究方向之一。
[0003]目前我國絕大部分采區(qū)巷道一直沿用保留煤柱的方法維護(hù)，即在工作面之間都留設(shè)了 3?5m的窄煤柱或15?30m的寬煤柱，其目的是為了防止生產(chǎn)(或準(zhǔn)備)工作面與相鄰采空區(qū)通透漏風(fēng)而引起采空區(qū)的煤自然發(fā)火，同時也兼顧了工作面礦山壓力的影響。工作面區(qū)段之間留設(shè)煤柱雖然在短期內(nèi)對防止漏風(fēng)、自然發(fā)火起到一定作用，但卻造成了不可再生的煤炭資源浪費(fèi)(損失2%?3%)，而且由于煤柱在采空區(qū)側(cè)被壓酥，甚至壓碎，極易造成采空區(qū)煤柱自然發(fā)火，對安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。因此，實(shí)現(xiàn)工作面無煤柱開采，無論是對安全生產(chǎn)，還是對增加經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，都具有十分重要的意義。
[0004]目前的沿空掘巷一般采用留設(shè)3?5m寬的窄煤柱的方法進(jìn)行護(hù)巷。隨著煤炭資源開采深度和開采厚度的增大，窄煤柱護(hù)巷技術(shù)在應(yīng)用實(shí)踐中遇到了很多困難和問題，由于采深和采高較大，巷道圍巖應(yīng)力高，沿空巷道的變形量非常大，特別是在回采期間巷道的變形量更加劇烈，通過對大量的現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)分析得出，巷道的變形量主要來自窄煤柱的變形量，回采期間窄煤柱的穩(wěn)定性的問題尤為突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種方法簡單、綠色環(huán)保、安全效果好的無煤柱開采方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明的無煤柱開采方法:在上區(qū)段工作面回采結(jié)束后，沿采空區(qū)預(yù)留窄煤柱掘進(jìn)下區(qū)段軌道巷，下區(qū)段軌道巷掘進(jìn)完成后，超前下區(qū)段工作面沿采空區(qū)邊緣構(gòu)筑充填墻體置換留設(shè)的窄煤柱，充填墻體隨工作面的推進(jìn)超前逐段施工，直至完成采空區(qū)邊緣窄煤柱的置換，完成下區(qū)段工作面的回采后，重復(fù)上述過程，在下區(qū)段工作面預(yù)留窄煤柱沿空掘進(jìn)另一區(qū)段軌道巷，依次循環(huán)，直至完成整個采區(qū)的煤炭開采。
[0007]所述的窄煤柱寬度不超過3m。
[0008]所述沿采空區(qū)邊緣構(gòu)筑充填墻體置換留設(shè)的窄煤柱超前下區(qū)段工作面大于20m。
[0009]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，通過在沿空掘巷中超前工作面構(gòu)筑充填體置來換留設(shè)的窄煤柱。由于在下區(qū)段軌道巷中，超前工作面構(gòu)筑接頂充填體置換窄煤柱，實(shí)現(xiàn)了區(qū)段的無煤柱開采，提高了煤炭資源的回收率。充填體相比窄煤柱具有更高的強(qiáng)度，且僅僅受到下區(qū)段工作面的一次采動影響，能夠有效控制下區(qū)段工作面回采期間沿空掘巷的變形，降低了沿空掘巷的支護(hù)難度。同時充填體隔絕了采空區(qū)內(nèi)的水和瓦斯及其冒落的矸石，提高了生產(chǎn)的安全性。其方法簡單，安全可靠，綠色環(huán)保、效果好，具有廣泛的實(shí)用性和推廣性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的無煤柱開采方法布置示意圖。
[0011]圖2(a)是本發(fā)明實(shí)施過程中上區(qū)段工作面已回采結(jié)束的示意圖。
[0012]圖2(b)是本發(fā)明實(shí)施過程中在布置下區(qū)段工作面的示意圖。
[0013]圖2(c)本發(fā)明實(shí)施過程中在下區(qū)段軌道巷中的示意圖。
[0014]圖中:1-下區(qū)段軌道巷，2-窄煤柱，3-采空區(qū)，4-充填體，5-下區(qū)段工作面。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
[0016]本發(fā)明的無煤柱開采方法:在上區(qū)段采煤工作面回采結(jié)束后，沿采空區(qū)3預(yù)留窄煤柱2掘進(jìn)下區(qū)段軌道巷1，所述的窄煤柱2寬度不超過3m。下區(qū)段軌道巷I掘進(jìn)完成后，超前下區(qū)段工作面5沿采空區(qū)3邊緣構(gòu)筑充填墻體4置換留設(shè)的窄煤柱2，沿采空區(qū)邊緣構(gòu)筑充填墻體置換留設(shè)的窄煤柱超前下區(qū)段工作面大于20m。充填墻體4隨工作面的推進(jìn)超前逐段施工，直至完成采空區(qū)3邊緣窄煤柱2的置換，完成下區(qū)段工作面5的回采后，重復(fù)上述過程，在下區(qū)段工作面5預(yù)留窄煤柱沿空掘進(jìn)另一區(qū)段軌道巷，依次循環(huán)，直至完成整個采區(qū)的煤炭開采。
[0017]圖1所示，在采空區(qū)3和下區(qū)段工作面5之間的下區(qū)段軌道巷I已完成留設(shè)窄煤柱2沿空掘進(jìn)。在下區(qū)段軌道巷I中，超前工作面沿采空區(qū)3邊緣采用充填材料構(gòu)筑充填體4置換窄煤柱2，進(jìn)行充填時，要確保巷內(nèi)充填體4與頂?shù)装褰唤訃?yán)實(shí)，不能漏風(fēng)。構(gòu)筑充填體4置換窄煤柱2隨下區(qū)段工作面5的推進(jìn)逐段施工，直至完成下區(qū)段工作面5的回采，依次循環(huán)，完成整個區(qū)域的煤炭開采，實(shí)現(xiàn)區(qū)段無煤柱開采。
[0018]圖2(a)所示，上區(qū)段工作面已回采結(jié)束，采空區(qū)3的狀態(tài)；
[0019]圖2(b)所示，在布置下區(qū)段工作面5時，預(yù)留3?5m的窄煤柱沿采空區(qū)3開掘下區(qū)段軌道巷I ;
[0020]圖2 (C)所示，在下區(qū)段軌道巷I中，超前下區(qū)段工作面5沿采空區(qū)3邊緣構(gòu)筑充填體4置換窄煤柱2，隨下區(qū)段工作面5的推進(jìn)逐段施工，最終充填體4將窄煤柱2全部置換。
【權(quán)利要求】
1.一種無煤柱開采方法，其特征在于:在上區(qū)段工作面回采結(jié)束后，沿采空區(qū)(3)預(yù)留窄煤柱(2)掘進(jìn)下區(qū)段軌道巷(I)，下區(qū)段軌道巷(I)掘進(jìn)完成后，超前下區(qū)段工作面(5)沿采空區(qū)(3)邊緣構(gòu)筑充填墻體(4)置換留設(shè)的窄煤柱(2)，充填墻體(4)隨工作面的推進(jìn)逐段施工，直至完成采空區(qū)(3)邊緣窄煤柱(2)的置換，完成下區(qū)段工作面(5)的回采后，重復(fù)上述過程，依次循環(huán)，直至完成整個采區(qū)的煤炭開采。
2.如權(quán)利I所述的一種無煤柱開采方法，其特征在于:所述的窄煤柱(2)寬度不超過3m ο
3.如權(quán)利I所述的一種無煤柱開采方法，其特征在于:沿采空區(qū)邊緣構(gòu)筑充填墻體置換留設(shè)的窄煤柱超前下區(qū)段工作面大于20m。
【文檔編號】E21F15/00GK103953346SQ201410202326
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】馬立強(qiáng), 于斌, 張煒, 杜勛, 王飛 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)