一種保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采煤方法，尤其是一種保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外均采用直接垮落法進(jìn)行保護(hù)層開采，一般選擇被保護(hù)層附近的薄煤層，使回采區(qū)間上覆巖層集中沉降、卸荷，該方法沖擊地壓大和瓦斯會(huì)突然大量涌出。I米以下薄煤層由于空間狹小，行動(dòng)不便，工作環(huán)境差；存在設(shè)備體積與可利用空間的矛盾，加之地質(zhì)構(gòu)造影響較厚煤層更為突出，綜采難以發(fā)揮，增加了保護(hù)層開采的難度。開采后留下不能開采的煤柱，不但浪費(fèi)資源，而且容易發(fā)生冒頂和瓦斯突出等災(zāi)害。因此，研究一種支護(hù)可自行消解的保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法，是目前需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種支護(hù)可自行消解的保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法，其工藝步驟為:①首先在保護(hù)層或無人化薄煤層采出一個(gè)寬度2?3m的全煤厚條帶，然后將該全煤厚條帶形成封閉空間，②用可降解材料將采出的全煤厚條帶填充形成支撐體，③跳過一個(gè)寬度2?3m的臨時(shí)煤柱再采出下一個(gè)寬度2?3m的全煤厚條帶并用可降解材料將采出的全煤厚條帶填充，④多次重復(fù)步驟二，采至一定面積后將所有臨時(shí)煤柱逐個(gè)采出，⑤創(chuàng)造可降解材料降解條件即解除上述封閉條件，開始釋放頂板支護(hù)，上覆巖層在壓縮支撐體過程中沉降。
[0005]作文本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，臨時(shí)煤柱米用機(jī)水動(dòng)力開米法開米。
[0006]作文本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的可降解材料為高水充填材料，高水充填材料包括甲組分和乙組分，所述的填充為首先向甲組分中加入水，制成甲組分單漿，水的重量為甲組分重量的2.4倍；然后向乙組分中加入水，制成乙組分單漿，水的重量為乙組分重量的2.4倍；最后將甲組分單漿和乙組分單漿按照重量份比為1.2: I混合，用漿栗分別將甲組分單漿和乙組分單漿栗送進(jìn)上述封閉空間并使甲組分單漿和乙組分單漿充分混合，使其自然固化即可。
[0007]作文本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的甲組份包括硫鋁酸鹽水泥熟料66wt%、鋁酸鹽水泥熟料28wt%、硼砂l(fā)wt%、白炭黑2.2wt%、膨潤(rùn)土 2.5wt%、淀粉醚0.3wt%。
[0008]作文本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的乙組分包括硬石膏47wt%、石灰30wt%、復(fù)配添加齊lJ 23wt% ο
[0009]作文本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的復(fù)配添加劑包括懸浮劑白炭黑2wt%、海泡石6wt%、無機(jī)物 NaNO 9wt%、(NH ) SO 2.5wt%、L1H 3.5wt%。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由于回采完畢后支護(hù)體逐步自行消解，使回采區(qū)間上覆巖層緩慢均勻沉降、卸荷，從而有效防治沖擊地壓和瓦斯突然大量涌出，達(dá)到在回采期間可有效支護(hù)采空區(qū)、為采煤作業(yè)提供有效空間，緩解頂板沖擊壓力以及防止頂板冒落。無需人員操作；在條件復(fù)雜的薄煤層可有效地對(duì)頂板進(jìn)行控制、安全高效、無煤柱采煤；在開采條件惡劣的作為保護(hù)層的薄煤層過程中可防止沖擊壓力、冒頂和瓦斯突出等災(zāi)害發(fā)生。
【附圖說明】
[0011]圖1是自然煤層、巖層示意圖；
圖2是機(jī)水動(dòng)力全煤厚條帶開采示意圖；
圖3是對(duì)采出的全煤厚條帶進(jìn)行可自消支護(hù)示意圖；
圖4是臨時(shí)煤柱機(jī)水動(dòng)力開采示意圖；
圖5是可自消支護(hù)體的風(fēng)化降解及上覆巖層的沉降示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1、2、3、4、5所示，本發(fā)明的一種可自消支護(hù)的采煤方法，是在回采期間有效支護(hù)采空區(qū)、為采煤作業(yè)提供有效空間，緩解頂板沖擊壓力以及防止頂板冒落；回采完畢，根據(jù)采煤工藝需要控制支護(hù)體逐步自行消解，使回采區(qū)間上覆巖層緩慢均勻沉降、卸荷，從而有效防治沖擊地壓和瓦斯突然大量涌出。
[0013]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的一種可自消支護(hù)的采煤方法是:新型可降解的固體支護(hù)材料、流體注入封閉空間內(nèi)膨脹固化支護(hù)；在支護(hù)體兩側(cè)煤柱開采后可形成通風(fēng)空間，采煤結(jié)束后在頂板壓力和風(fēng)化作用下，固體支護(hù)材料開始降解，支護(hù)材料降解固體殘留物不大于5% ;固體支護(hù)材料降解過程中上覆巖層同步緩慢均勻下沉。
[0014]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的一種可自消支護(hù)的采煤方法是新型的高壓水采加機(jī)械鉆采設(shè)備，管道水力輸送系統(tǒng)的應(yīng)用。
[0015]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的一種可自消支護(hù)的采煤方法的采煤工藝是:先采出一個(gè)一定寬度2?3m全煤厚條帶，采后將支護(hù)材料注入采空空間，跳過一個(gè)相同寬度的煤柱再采充下一個(gè)條帶，采至一定面積后可將臨時(shí)煤柱采出，創(chuàng)造支護(hù)材料降解條件，開始釋放頂板支護(hù)。
[0016]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的一種可自消支護(hù)的采煤方法，操作人員遠(yuǎn)離采煤地點(diǎn)，遠(yuǎn)程控制。不留煤柱，上覆巖層在壓縮支撐體過程中沉降。
[0017]本發(fā)明的一種可自消支護(hù)的采煤方法的優(yōu)點(diǎn)如下:
本發(fā)明的一種可自消支護(hù)的采煤方法，可有效地對(duì)頂板進(jìn)行控制，防止或緩解沖擊地壓以及冒頂和瓦斯突出，有效地防止災(zāi)害發(fā)生，有計(jì)劃、可控制地進(jìn)行瓦斯抽采；可實(shí)現(xiàn)薄煤層、保護(hù)層的無煤柱、無人化回采；無煤柱回采可提高煤炭回采率，無人化回采更安全更尚效。
[0018]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法，其特征在于，其工藝步驟為:①首先在保護(hù)層或無人化薄煤層采出一個(gè)寬度2?3m的全煤厚條帶，然后將該全煤厚條帶形成封閉空間，②用可降解材料將采出的全煤厚條帶填充形成支撐體，③跳過一個(gè)寬度2?3m的臨時(shí)煤柱再采出下一個(gè)寬度2?3m的全煤厚條帶并用可降解材料將采出的全煤厚條帶填充，④多次重復(fù)步驟二，采至一定面積后將所有臨時(shí)煤柱逐個(gè)采出，⑤創(chuàng)造可降解材料降解條件即解除上述封閉條件，開始釋放頂板支護(hù)，上覆巖層在壓縮支撐體過程中沉降。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法，其特征在于，臨時(shí)煤柱采用機(jī)水動(dòng)力開采法開采。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法，其特征在于，所述的可降解材料為高水充填材料，高水充填材料包括甲組分和乙組分，所述的填充為首先向甲組分中加入水，制成甲組分單漿，水的重量為甲組分重量的2.4倍；然后向乙組分中加入水，制成乙組分單漿，水的重量為乙組分重量的2.4倍；最后將甲組分單漿和乙組分單漿按照重量份比為1.2: I混合，用漿栗分別將甲組分單漿和乙組分單漿栗送進(jìn)上述封閉空間并使甲組分單漿和乙組分單漿充分混合，使其自然固化即可。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法，其特征在于，所述的甲組份包括硫鋁酸鹽水泥熟料66wt%、鋁酸鹽水泥熟料28wt%、硼砂l(fā)wt%、白炭黑2.2wt%、膨潤(rùn)土 2.5wt%、淀粉醚0.3wt% ο5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法，其特征在于，所述的乙組分包括硬石膏47wt%、石灰30wt%、復(fù)配添加劑23wt%。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法，其特征在于，所述的復(fù)配添加劑包括懸浮劑白炭黑2wt%、海泡石6wt%、無機(jī)物NaNO 9wt%、(NH ) SO.2.5wt%、L1H 3.5wt%。
【專利摘要】一種保護(hù)層及無人化薄煤層開采方法，其工藝步驟為：①首先在保護(hù)層或無人化薄煤層采出一個(gè)寬度2～3m的全煤厚條帶，然后將該全煤厚條帶形成封閉空間，②用可降解材料將采出的全煤厚條帶填充形成支撐體，③跳過一個(gè)寬度2～3m的臨時(shí)煤柱再采出下一個(gè)寬度2～3m的全煤厚條帶并用可降解材料將采出的全煤厚條帶填充，④多次重復(fù)步驟二，采至一定面積后將所有臨時(shí)煤柱逐個(gè)采出，⑤創(chuàng)造可降解材料降解條件即解除上述封閉條件，開始釋放頂板支護(hù)，上覆巖層在壓縮支撐體過程中沉降。本發(fā)明由于回采完畢后支護(hù)體逐步自行消解，使回采區(qū)間上覆巖層緩慢均勻沉降、卸荷，從而有效防治沖擊地壓和瓦斯突然大量涌出，緩解頂板沖擊壓力以及防止頂板冒落。
【IPC分類】E21C41/18, C04B28/14, E21F15/00
【公開號(hào)】CN105114080
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510486268
【發(fā)明人】張步勤, 張超, 王慕德
【申請(qǐng)人】冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月11日