地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法，包括結(jié)構(gòu)底部構(gòu)件、頂部構(gòu)件、端部構(gòu)件以及內(nèi)部構(gòu)件，所述形成自平衡受力體系，承受由上下、兩端、兩側(cè)六個(gè)方向的地下巖體壓力。本發(fā)明所需要的材料少；可對(duì)施工過程實(shí)現(xiàn)有效控制，結(jié)構(gòu)式充填體強(qiáng)度、承載力以及抗變形性能離散性小，可靠度高；可在煤炭開采過程中提供支護(hù)作用；可形成持久穩(wěn)定的地下空間，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下空間的后續(xù)利用。
【專利說明】地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地下開采中充填開采領(lǐng)域，具體為一種地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國煤炭?jī)?chǔ)量逐年減少，鐵路、水體和建筑物壓煤(又稱“三下”壓煤)日益嚴(yán)重，目前，全國“三下”壓煤達(dá)137億噸，全國國有重點(diǎn)煤礦村下壓煤52.2億噸。地下開采所引起的地表沉陷將對(duì)上部鐵路交通、水體以及建筑物的影響，為避免或減小地下開采產(chǎn)生地表沉陷，目前主要有以下兩種解決思路:采用局部開采法和充填開采。充填開采中對(duì)于現(xiàn)行煤矸石充填和膏體充填來講，存在如下缺點(diǎn):充填材料需求量大；充填體充填強(qiáng)度及效果離散性高，實(shí)施過程控制性較差；對(duì)地下空間的后期利用可能性幾乎為零；工藝復(fù)雜，操作難度大，且干擾正常采煤工作；充填接頂性差，致使頂板下沉量增大，而且隨深度的增大，頂板的管理和充填工作難度更大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法，以解決充填材料需求量大；充填體充填強(qiáng)度及效果離散性高，實(shí)施過程控制性較差；對(duì)地下空間的后期利用可能性幾乎為零；工藝復(fù)雜，操作難度大，且干擾正常采煤工作；充填接頂性差，致使頂板下沉量增大，而且隨深度的增大，頂板的管理和充填工作難度更大的問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法，所述的自平衡受力系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)底部構(gòu)件、頂部構(gòu)件、端部構(gòu)件以及內(nèi)部構(gòu)件，自受力平衡體承受由上下、兩端、兩側(cè)六個(gè)方向的地下巖體壓力，結(jié)構(gòu)底部構(gòu)件主要承受底部巖體壓力，結(jié)構(gòu)頂部構(gòu)件主要承受頂部巖體壓力，結(jié)構(gòu)端部構(gòu)件主要承受端部巖體壓力，結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件能夠傳力、改善邊界構(gòu)件受力性能，在開采過程中充填結(jié)構(gòu)體作為煤炭生產(chǎn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，充填結(jié)構(gòu)體按需求于間隔適當(dāng)距離設(shè)置結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件。
[0005]所述的充填體結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)置相應(yīng)洞口及相關(guān)輔助設(shè)施，是根據(jù)煤炭開采生產(chǎn)以及后續(xù)地下空間利用需要而確定的。
[0006]所述的充填結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件布置、構(gòu)件形式以及構(gòu)件截面尺寸等相關(guān)參數(shù)是根據(jù)工程地質(zhì)條件確定，以滿足巖體壓力作用下受力要求、后續(xù)地下空間正常使用要求以及耐久性要求等。
[0007]所述的充填結(jié)構(gòu)體在采煤掘進(jìn)方向的前端構(gòu)件可靈活設(shè)置，根據(jù)前端煤層開采計(jì)劃作臨時(shí)封閉處理，需要二次開采后再繼續(xù)向前開采并相應(yīng)延伸充填結(jié)構(gòu)體。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所需要的材料少；可對(duì)施工過程實(shí)現(xiàn)有效控制，結(jié)構(gòu)式充填體強(qiáng)度、承載力以及抗變形性能離散性小，可靠度高；可在煤炭開采過程中提供支護(hù)作用；可形成持久穩(wěn)定的地下空間，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下空間的后續(xù)利用。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的矸石充填開采示意圖；
圖2為本發(fā)明的膏體充填示意圖；
圖3為本發(fā)明的俯視圖；
圖4為本發(fā)明的側(cè)面視；
圖5為本發(fā)明的端面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1至圖5所示，本發(fā)明是一種地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法，結(jié)構(gòu)底部構(gòu)件、頂部構(gòu)件、端部構(gòu)件以及內(nèi)部構(gòu)件形成自平衡受力體系，承受由上下、兩端、兩側(cè)六個(gè)方向的地下巖體壓力，結(jié)構(gòu)底部構(gòu)件主要承受底部巖體壓力，結(jié)構(gòu)頂部構(gòu)件主要承受頂部巖體壓力，結(jié)構(gòu)端部構(gòu)件主要承受端部巖體壓力，結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件主要起到傳力、改善邊界構(gòu)件受力性能的作用。在開采過程中充填結(jié)構(gòu)體將作為煤炭生產(chǎn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)。充填結(jié)構(gòu)體按需求于間隔適當(dāng)距離設(shè)置結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件。根據(jù)煤炭開采生產(chǎn)以及后續(xù)地下空間利用需要，在充填體結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)置相應(yīng)洞口及相關(guān)輔助設(shè)施。根據(jù)工程地質(zhì)條件確定充填結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件布置、構(gòu)件形式以及構(gòu)件截面尺寸等相關(guān)參數(shù)，以滿足巖體壓力作用下受力要求、后續(xù)地下空間正常使用要求以及耐久性要求等。所述的充填結(jié)構(gòu)體在采煤掘進(jìn)方向的前端構(gòu)件可靈活設(shè)置，根據(jù)前端煤層開采計(jì)劃作臨時(shí)封閉處理，需要二次開采后再繼續(xù)向前開采并相應(yīng)延伸充填結(jié)構(gòu)體。
【權(quán)利要求】
1.一種地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法，其特征在于:所述的自平衡受力系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)底部構(gòu)件、頂部構(gòu)件、端部構(gòu)件以及內(nèi)部構(gòu)件，自受力平衡體承受由上下、兩端、兩側(cè)六個(gè)方向的地下巖體壓力，結(jié)構(gòu)底部構(gòu)件主要承受底部巖體壓力，結(jié)構(gòu)頂部構(gòu)件主要承受頂部巖體壓力，結(jié)構(gòu)端部構(gòu)件主要承受端部巖體壓力，結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件能夠傳力、改善邊界構(gòu)件受力性能，在開采過程中充填結(jié)構(gòu)體作為煤炭生產(chǎn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，充填結(jié)構(gòu)體按需求于間隔適當(dāng)距離設(shè)置結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法，其特征在于:所述的充填體結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)置相應(yīng)洞口及相關(guān)輔助設(shè)施，是根據(jù)煤炭開采生產(chǎn)以及后續(xù)地下空間利用需要而確定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法，其特征在于:所述的充填結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件布置、構(gòu)件形式以及構(gòu)件截面尺寸等相關(guān)參數(shù)是根據(jù)工程地質(zhì)條件確定，以滿足巖體壓力作用下受力要求、后續(xù)地下空間正常使用要求以及耐久性要求等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下開采中的結(jié)構(gòu)式充填方法，其特征在于:所述的充填結(jié)構(gòu)體在采煤掘進(jìn)方向的前端構(gòu)件可靈活設(shè)置，根據(jù)前端煤層開采計(jì)劃作臨時(shí)封閉處理，需要二次開采后再繼續(xù)向前開采并相應(yīng)延伸充填結(jié)構(gòu)體。
【文檔編號(hào)】E21C41/16GK103850709SQ201410016354
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】夏軍武, 謝偉, 陳曉淼, 張彬彬, 孫克緯, 譚永超 申請(qǐng)人:夏軍武