一種沿空留巷采空區(qū)充填承載方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種沿空留巷采空區(qū)承載方法，主要適用于煤礦井下大傾角煤層開(kāi)采配合沿空留巷所采用的采空區(qū)充填承載方法，施工工藝方法是：在工作面推進(jìn)后方的煤柱之間串聯(lián)一種沿空留巷擋矸裝置，該裝置通過(guò)兩根液壓支柱與頂?shù)装宸阑伟宓你q接，使其形成一個(gè)穩(wěn)定牢固的擋矸三角形，根據(jù)煤柱之間寬度可以確定串聯(lián)裝置的數(shù)目，這樣可使矸石在煤柱與裝置的抵擋作用下較好的成型，便于注漿支護(hù)；當(dāng)工作面推進(jìn)一定距離，矸石穩(wěn)定之后，對(duì)矸石注漿充填，利用一種旋轉(zhuǎn)式注漿管配合煤層大傾角將注漿充填按順序分為三個(gè)階段a-b-c；可以使充填的效率值達(dá)到最高，也可以最大限度的降低充填死角率；當(dāng)下區(qū)段的采掘工作完成后，可對(duì)裝置進(jìn)行回收，循環(huán)利用。
【專利說(shuō)明】
一種沿空留巷采空區(qū)充填承載方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種沿空留巷采空區(qū)充填承載方法，適用于煤礦井下大傾角煤層開(kāi)采配合沿空留巷所采用的采空區(qū)矸石充填承載方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于大傾角煤層炮采工作面，采空區(qū)一般采用自然垮落方式。為了減少噸煤成本，沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用可以提高煤柱回收率及降低巷道掘進(jìn)量，而大傾角煤層沿空留巷護(hù)巷技術(shù)的關(guān)鍵就在于如何保存沿空留巷巷道的完整性。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)講，通常在上區(qū)段的機(jī)巷(即下區(qū)段的風(fēng)巷)上幫大約Im處采用單體液壓支架，木板，鋼板等材料用于擋矸，滑落矸石會(huì)聚集在擋板底部。而對(duì)下滑矸石的處理，一般采用會(huì)自然成型或充填補(bǔ)強(qiáng)承載方法。存在以下主要問(wèn)題:
1、用于擋矸的液壓支架，木板，鋼板等，由于矸石的聚集，擋板底部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，因此滑板，斷板等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這對(duì)于生產(chǎn)的安全以及巷道的保護(hù)而言都不是有利的；
2、對(duì)于需要矸石充填補(bǔ)強(qiáng)承載方法而言，由于矸石的成型自然沿煤層傾向形成一定角度，現(xiàn)場(chǎng)的充填一般采用單一注漿孔注漿，導(dǎo)致膏體因重力而集中，上方的矸石達(dá)不到補(bǔ)強(qiáng)效果，充填的效率值較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，為此本發(fā)明公開(kāi)了一種沿空留巷采空區(qū)充填承載方法，既可以完整的保存巷道，又能將注漿充填效率最大化。具體工藝流程如下:
1、對(duì)于大傾角煤層俯偽斜炮采工作面，矸石(8)會(huì)順著密集單體液壓支柱(11)的自然角下滑至機(jī)巷頂部，根據(jù)煤柱(12)所留間隙寬度確定一種沿空留巷擋矸裝置(9)的串聯(lián)個(gè)數(shù)，將擋矸裝置(9)串聯(lián)于煤柱之間；
2、頂?shù)装宸阑伟?3)安裝在距巷道上幫大概Im合理位置處，可以增大裝置的受力面積以及摩擦力，防止裝置鉆頂，鉆底和下滑；
3、上側(cè)支柱(I)與頂?shù)装宕瓜驃A角α(3-5 °)，下側(cè)支柱(I)與頂?shù)装宕瓜驃A角β(5-10°)，由于α，β角度的存在，裝置在受矸石下滑沖擊后，能更好地壓緊裝置，提供更大的阻擋力，使支柱(I)與頂?shù)装逯伟?3)之間形成的三角形更加穩(wěn)定；
4、將柔性擋矸網(wǎng)(7)布置在擋矸裝置的上側(cè)，可以使下滑的矸石較好成型，串聯(lián)耳(5)布置在裝置的上部，回收耳(4)布置在裝置的下部；
5、擋矸裝置的串聯(lián)間距可以根據(jù)矸石的下滑量，以及矸石的硬度等級(jí)在l-2m之間調(diào)整，利用串聯(lián)桿(6)穿過(guò)裝置上的三個(gè)串聯(lián)耳(5)進(jìn)行串聯(lián)，防止裝置的傾斜于倒塌，更有助于下滑矸石的成型；
6、一種旋轉(zhuǎn)式注漿管(14)，分為外管(15)和內(nèi)管(16)兩部分，當(dāng)矸石不再滑落或者矸石穩(wěn)定后，對(duì)其進(jìn)行注漿充填，注漿孔的注漿順序?yàn)閍-b-c，其對(duì)應(yīng)的注漿范圍如附圖2所示，該注漿方法可將膏體的利用率最大化，同時(shí)也將注漿死角率最低化； 7、一種旋轉(zhuǎn)式注漿管(14)，要求內(nèi)外管之間接觸面光滑可旋轉(zhuǎn)，外管(15)上設(shè)有三個(gè)位于同一直線的注漿孔知b1; C1,內(nèi)管(16)上設(shè)有三個(gè)互不在同一直線的注漿孔a2，b2, c2,且該6個(gè)注漿孔的直徑為內(nèi)管直徑的一半；
8、對(duì)a孔進(jìn)行注楽時(shí)，將a:孔與aJL重合，膏體自然從a孔流出，由于b:與b 2, C1-^g c 2完全不重合，所以b孔與c孔封閉，對(duì)a孔注漿后，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)內(nèi)管90 °，可使匕與b 2重合，則b孔注漿，a孔與c孔封閉，再次逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°可使c孔注漿；
9、矸石經(jīng)過(guò)充填之后形成了形狀固定，強(qiáng)度堅(jiān)硬的矸石充填承載體(10)，當(dāng)下區(qū)段的工作面采掘工作完成之后，利用液壓裝置(2)的卸壓使擋矸裝置卸力，然后對(duì)裝置通過(guò)回收耳(4)進(jìn)行回收。
[0004]本發(fā)明的有益之處在于:
①、一種擋矸裝置的使用，可以很好地保障人員的安全以及沿空留巷巷道的完整性；
②、一種注漿管的使用，可以保障膏體利用的最大化，也可以降低矸石的注漿死角率；
③、該工藝能與工作面推進(jìn)同時(shí)進(jìn)行，不影響工程進(jìn)度，且操作簡(jiǎn)單，裝置可回收循環(huán)使用。
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1采掘平面圖
圖2注漿方法圖圖3擋矸裝置串聯(lián)圖圖4 一種旋轉(zhuǎn)式注漿管圖5注漿充填效果圖
附圖標(biāo)注:1、支柱；2、液壓裝置；3、頂?shù)装宸阑伟澹?、回收耳；5、串聯(lián)耳；6、串聯(lián)桿；7、柔性擋矸網(wǎng)；8、矸石；9、一種擋矸裝置；10、矸石充填承載體；11、單體密集液壓支柱；12、煤柱；13、膏體輸送管；14、一種旋轉(zhuǎn)式注漿管；15、注漿外管；16、注漿內(nèi)管【具體實(shí)施方式】:
1、如圖1所示，對(duì)于大傾角煤層俯偽斜炮采工作面，矸石(8)會(huì)順著密集單體液壓支柱
(11)的自然角下滑至機(jī)巷頂部，根據(jù)煤柱(12)所留間隙寬度確定一種沿空留巷擋矸裝置
(9)的串聯(lián)個(gè)數(shù)，將擋矸裝置(9)串聯(lián)于煤柱之間，安裝一種沿空留巷擋矸裝置工藝流程如2—4:
2、如圖2所示，將頂?shù)装逯伟?3)安裝在巷道上方Im處，并將兩個(gè)支柱鉸接在將頂?shù)装逯伟?3)上，利用液壓裝置注液，將兩個(gè)支柱(I)和頂?shù)装逯伟?3)形成一個(gè)穩(wěn)定的三角形，從而為矸石(8)的下滑提供足夠的抵抗力；
3、如圖2所示，上側(cè)支柱(I)與頂?shù)装宕瓜驃A角α(3-5 ° )，下側(cè)支柱(I)與頂?shù)装宕瓜驃A角β (5-10°);
4、如圖2所示，將柔性擋矸網(wǎng)(7)布置在擋矸裝置的上側(cè)，可以使下滑的矸石較好成型，串聯(lián)耳(5)布置在裝置的上部，回收耳(4)布置在裝置的下部；
5、如圖2所示，一種注漿管(14)具有3個(gè)注漿孔，當(dāng)矸石不再滑落或者矸石穩(wěn)定后，對(duì)矸石進(jìn)行注漿充填，注漿孔的注漿順序?yàn)閍-b-c，其對(duì)應(yīng)的注漿范圍如圖所示，該注漿方法可將膏體的利用率最大化，同時(shí)也將注漿死角率最低化； 6、如圖3所示，擋矸裝置的串聯(lián)間距可以根據(jù)矸石的下滑量，以及矸石的硬度等級(jí)在l-2m之間調(diào)整，利用串聯(lián)桿(6)穿過(guò)裝置上的三個(gè)串聯(lián)耳(5)進(jìn)行串聯(lián)，防止裝置的傾斜于倒塌，更有助于下滑矸石的成型；
7、如圖4所示，一種旋轉(zhuǎn)式注漿管(14)主體分為外管(15 )和內(nèi)管(16 )，要求內(nèi)外管之間接觸面光滑可旋轉(zhuǎn)，外管(15)上設(shè)有三個(gè)位于同一直線的注漿&1，匕，C1，內(nèi)管(16)上設(shè)有三個(gè)互不在同一直線的注漿孔a2，b2，c2，且注漿孔的直徑為內(nèi)管直徑的一半；
8、如圖4所示，對(duì)a孔進(jìn)行注漿時(shí)，將孔與a2孔重合，膏體自然從a孔流出，由于b i與b2，(^與c 2完全不重合，所以b孔與c孔封閉，對(duì)a孔注漿后，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)內(nèi)管90°，可使匕與b 2重合，則b孔注漿，a孔與c封閉，再次逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)內(nèi)管90°可使c孔注漿；
9、如圖5，所示矸石經(jīng)過(guò)充填之后形成了形狀固定，強(qiáng)度堅(jiān)硬的矸石充填承載體(10)，當(dāng)下區(qū)段的工作面采掘工作完成之后，利用液壓裝置(2)的卸壓使擋矸裝置卸力，然后對(duì)裝置通過(guò)回收耳(4)進(jìn)行回收。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沿空留巷采空區(qū)充填承載方法，其特征在于:使用一種擋矸裝置將下滑的矸石固定成型，一種可旋轉(zhuǎn)式注漿管將矸石注漿充填。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擋矸裝置(9)，其主要包括:支柱(1)，液壓裝置(2)，頂?shù)装宸阑伟?3)，回收耳(4)，串聯(lián)耳(5)，串聯(lián)桿(6)，柔性擋矸網(wǎng)(7)，其特征在于:上側(cè)支柱(I)與頂?shù)装宕瓜驃A角α (3-5 °)，下側(cè)支柱(I)與頂?shù)装宕瓜驃A角β (5-10°)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種擋矸裝置，其特征在于:所述的兩根支柱(I)的注液與頂?shù)装宸阑伟?3)的通過(guò)鉸接形成一個(gè)穩(wěn)定的三角形。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種擋矸裝置，其特征在于:柔性擋矸網(wǎng)(7)安放于擋矸裝置的上側(cè)，可將下滑矸石(8)有效抵擋；串聯(lián)的擋矸裝置也使矸石平穩(wěn)成型。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種擋矸裝置，其特征在于:所述的串聯(lián)耳(5)設(shè)置在頂?shù)装宸阑伟宓淖o(hù)巷側(cè)，可以通過(guò)串聯(lián)桿(6)進(jìn)行串聯(lián)，防止裝置的傾斜于倒塌，更有助于下滑矸石的成型。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種擋矸裝置，其特征在于:在裝置的下側(cè)設(shè)有回收耳(4)，在下區(qū)段的工作面完成采掘工作后可以回收循環(huán)利用。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)式注漿管(14)，其特征在于:其分為注漿外管(15)和注漿內(nèi)管(16 )，且內(nèi)外管保持接觸面光滑可旋轉(zhuǎn)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種可調(diào)式注漿管，其特征在于:注漿外管(15)設(shè)有三個(gè)注漿孔a2，b2, c2，且三孔置于同一直線，注漿內(nèi)管(16 )設(shè)有三個(gè)注漿孔&1，bi，C1，且互不置于同一直線，六個(gè)注漿孔的直徑為內(nèi)管直徑的一半。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種旋轉(zhuǎn)式注漿管，其特征在于:外管(15)的三個(gè)注漿孔與內(nèi)管(16 )的三個(gè)注漿孔經(jīng)內(nèi)管的旋轉(zhuǎn)可依次一一對(duì)應(yīng)且互不干擾。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種旋轉(zhuǎn)式注漿管，其特征在于:外管(15)的前端設(shè)計(jì)成一圓維體。
【文檔編號(hào)】E21F15/00GK105822344SQ201510009250
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日
【發(fā)明人】彭博, 范映沖, 武玉梁, 王元奎, 鄧月華, 何興巧, 楊凱
【申請(qǐng)人】四川省科建煤炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司