專利名稱：一種采空區(qū)開放式充填方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采空區(qū)開放式充填方法，適用于煤層傾角在12°以上仰斜開采工 作面的采空區(qū)充填。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來，"三下"壓煤開采后，往往造成采空區(qū)上覆巖層與地表的嚴(yán)重變形，引起 地面建筑物無法使用，地下水系遭到破壞。通過對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填，可以解決這些問題。
目前，采空區(qū)充填方式主要有矸石充填，水砂充填、膏體和似膏體充填等。這些充 填方式對(duì)采空區(qū)上覆巖層的移動(dòng)起到了一定的控制作用。但這些方法存在的不足是充填率 低、成本高，特別是充填工藝與工作面采煤工序相互影響，生產(chǎn)效率很低，且以往充填工藝 復(fù)雜，初期投入較大，少則幾千萬元，多則上億元，從而限制了這些充填方法的應(yīng)用與推廣。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明目的是提供一種操作非常簡(jiǎn)便，充填率高，且操作簡(jiǎn)便的采空區(qū) 充填方法。
技術(shù)方案本發(fā)明的采空區(qū)開放式充填方法 a、將混合泵設(shè)在煤層傾角a > 12°的仰斜采煤工作面的軌道斜巷內(nèi)，在混合泵 的入料端分別連接與輸送泵相連的A料輸送管路和B料輸送管路；在混合泵的出料端連接 通向采空區(qū)的混合漿液輸送管； b、先從開切眼處，對(duì)初始預(yù)充填頂板跨距采空區(qū)段進(jìn)行充填，通過輸送泵將含 水量達(dá)85%以上的以1 : 1配合使用的高水材料A料與B料通過A料輸送管路和B料輸送 管路送入采煤工作面的軌道斜巷內(nèi)，經(jīng)混合泵混合后，由混合漿液輸送管送入充填地點(diǎn)；
c、當(dāng)充填底部的高水材料漿液與采空區(qū)頂板接觸時(shí)，停止充填，完成初始采空區(qū) 的充填； d、隨采煤工作面不斷向前推進(jìn)，混合漿液不斷通過輸送管送入工作面后方的采空 區(qū)，直至完成對(duì)初始預(yù)充填頂板跨距未充滿區(qū)域和頂板跨距L2范圍內(nèi)采空區(qū)的充填，完 成第二階段采空區(qū)的充填； e、當(dāng)工作面開采結(jié)束及工作面采煤設(shè)備搬家后，在工作面運(yùn)輸斜巷和軌道斜巷內(nèi) 構(gòu)筑封堵墻對(duì)采空區(qū)進(jìn)行密閉，對(duì)收尾預(yù)充填頂板跨距L3和中期預(yù)充填頂板跨距L2未充滿 區(qū)域進(jìn)行充填，完成最后階段采空區(qū)的充填，整個(gè)充填過程結(jié)束。 所述將高水材料A料與B料進(jìn)行混合的混合泵設(shè)在距采空區(qū)約20m 100m的范 圍內(nèi)；所述輸送泵的輸送能力要求在120m3/h以上。 有益效果由于工作面布置成仰斜開采方式，采用含水量達(dá)85%以上的高水材 料，依靠高水材料漿液流動(dòng)性好的特點(diǎn)，通過輸送能力在120m3/h以上的大流量泵送系統(tǒng)將 高水材料兩種槳液通過管路輸送至距采空區(qū)20m 100m范圍內(nèi)的地方進(jìn)行混合，連續(xù)地輸 送至充填點(diǎn)附近，經(jīng)過一段混合管之后，自流進(jìn)入采空區(qū)，并在30min至90min至內(nèi)初凝與固化。充填漿體凝固后，起到對(duì)采空區(qū)裸露出來頂板的支撐作用。本發(fā)明能夠解決"三下" 壓煤以往充填開采方式充填率較低、工藝復(fù)雜和投資較大的問題。利用高水材料流動(dòng)性和 滲透性好的特點(diǎn)，對(duì)采空區(qū)漫灌，采煤工藝與采空區(qū)充填作業(yè)互不影響，特別是充填工序與 工作面采煤工序互不影響，可大大提高充填與采煤效率。與膏體、似膏體及矸石充填等系統(tǒng) 相比，其方法簡(jiǎn)單，充填率高，充填密實(shí)性好，支撐力強(qiáng)，充填成本與初期投入低，初期投入 可降低90%到97%，充填工藝技術(shù)初期投入只需300萬元左右，具有廣泛的實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明采空區(qū)開放式充填方法示意圖； 圖2是本發(fā)明初始階段充填平面示意圖； 圖3是圖2I-I剖面圖； 圖4是第二階段充填平面示意圖； 圖5是圖4II-II剖面圖； 圖6是最后階段充填平面示意圖； 圖7是圖6III-III剖面圖； 圖中1-運(yùn)輸斜巷；2_軌道斜巷；3_輸送泵；4_A料輸送管路；5_B料輸送管路； 6-混合泵；7-混合漿液輸送管；8-初始采空區(qū)；9-第二階段采空區(qū)；10_最后階段采空區(qū)及 充填體；ll-封堵墻；L「初始預(yù)充填頂板跨距；L^第二階段充填頂板跨距；L3_收尾充填頂 板跨距；a-煤層傾角。
具體實(shí)施例方式
如附圖所示，本發(fā)明的采空區(qū)開放式充填方法將混合泵6設(shè)在煤層傾角a > 12°的仰斜采煤工作面的軌道斜巷2內(nèi)，混合泵6設(shè)在距采空區(qū)20m 100m的范圍內(nèi)。在 混合泵6的入料端分別連接與輸送泵3相連的A料輸送管路4和B料輸送管路5 ;在混合 泵6的出料端連接通向采空區(qū)的混合漿液輸送管7 ;先從開切眼處，對(duì)初始預(yù)充填頂板跨距 k采空區(qū)段進(jìn)行充填；要求輸送泵3的輸送能力在120mVh以上，通過輸送能力在120mVh 以上的輸送泵3將含水量達(dá)85%以上的以1 : 1配合使用的高水材料A料與B料通過A料 輸送管路4和B料輸送管路5送入采煤工作面的軌道斜巷2內(nèi)，經(jīng)混合泵6混合后，由混合 漿液輸送管7送入充填地點(diǎn)；當(dāng)充填底部的高水材料漿液與采空區(qū)頂板接觸時(shí)，停止充填， 完成初始采空區(qū)8的充填；隨采煤工作面不斷向前推進(jìn)，充填工作也不斷進(jìn)行，即混合漿液 不斷通過輸送管7送入工作面后方的采空區(qū)。此工作周而復(fù)始，直至完成對(duì)初始預(yù)充填頂 板跨距未充滿區(qū)域和頂板跨距L2范圍內(nèi)采空區(qū)的充填，即完成第二階段采空區(qū)的充填； 當(dāng)工作面開采結(jié)束及工作面采煤設(shè)備搬家后，在工作面運(yùn)輸斜巷1和軌道斜巷2內(nèi)構(gòu)筑封 堵墻11對(duì)采空區(qū)進(jìn)行密閉，對(duì)收尾預(yù)充填頂板跨距L3和中期預(yù)充填頂板跨距L2未充滿區(qū) 域進(jìn)行充填，完成最后階段采空區(qū)10的充填，整個(gè)充填過程結(jié)束。經(jīng)過混合泵6泵送自流 進(jìn)入采空區(qū)的高水材料漿液，經(jīng)過30min至90min至內(nèi)初凝與固化，充填漿體凝固后，對(duì)采 空區(qū)裸露出來的頂板分階段分步驟進(jìn)行支撐。 采用的高水材料由A料和B料組成，A料由多種礦物按比例燒制而成；B料由多種 礦物按比例混磨而成，高水材料水體積達(dá)到85%以上。
權(quán)利要求
一種采空區(qū)開放式充填方法，其特征在于a、將混合泵(6)設(shè)在煤層傾角α＞12°的采煤工作面的軌道斜巷(2)內(nèi)，在混合泵(6)的入料端分別連接將與輸送泵(3)相連的A料輸送管路(4)和B料輸送管路(5)；在混合泵(6)的出料端連接通向采空區(qū)的混合漿液輸送管(7)；b、通過輸送泵(3)將含水量達(dá)85％以上的1∶1的高水材料A料與B料通過A料輸送管路(4)和B料輸送管路(5)送入采煤工作面的軌道斜巷(2)內(nèi)，經(jīng)混合泵(6)混合后，由混合漿液輸送管(7)導(dǎo)引至充填地點(diǎn)，之后混合漿液自然流灌入采空區(qū)，對(duì)初始預(yù)充填頂板跨距L1采空區(qū)段進(jìn)行充填；c、當(dāng)充填底部的高水材料漿液與采空區(qū)頂板接觸時(shí)，停止充填，完成初始采空區(qū)(8)的充填；d、隨采煤工作面不斷向前推進(jìn)，混合漿液不斷通過輸送管(7)送入工作面后方的采空區(qū)(9)，直至完成對(duì)初始預(yù)充填頂板跨距L1未充滿區(qū)域和頂板跨距L2范圍內(nèi)采空區(qū)的充填，完成第二階段采空區(qū)(9)的充填作業(yè)；e、當(dāng)采煤工作面采煤結(jié)束后，在工作面運(yùn)輸斜巷(1)和軌道斜巷(2)內(nèi)構(gòu)筑封堵墻(11)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行密閉，對(duì)收尾預(yù)充填頂板跨距L3和中期預(yù)充填頂板跨距L2未充滿區(qū)域進(jìn)行充填，完成最后階段采空區(qū)(10)的充填，整個(gè)充填過程結(jié)束。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采空區(qū)開放式充填方法，其特征在于所述將高水材料A料與B料進(jìn)行混合的混合泵(6)設(shè)在距采空區(qū)約20m 100m的范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的采空區(qū)開放式充填方法，其特征在于所述輸送泵(3)的輸送能力要求在120m3/h以上。
全文摘要
一種采空區(qū)開放式充填方法，從開切眼處，先對(duì)初始預(yù)充填頂板跨距L1采空區(qū)進(jìn)行充填，當(dāng)充填的高水材料漿液與采空區(qū)頂板接觸時(shí)，停止充填，隨采煤工作面不斷向前推進(jìn)，充填也不斷進(jìn)行，完成對(duì)初始預(yù)充填頂板跨距L1未充滿區(qū)域和頂板跨距L2范圍內(nèi)采空區(qū)的充填；當(dāng)工作面開采結(jié)束后，在工作面運(yùn)輸斜巷和軌道斜巷內(nèi)構(gòu)筑封堵墻來密閉采空區(qū)，對(duì)收尾預(yù)充填頂板跨距L3和中期預(yù)充填頂板跨距L2未充滿區(qū)進(jìn)行充填，完成最后階段采空區(qū)的充填，凝固的充填體對(duì)采空區(qū)頂板起到支撐作用。本發(fā)明適用于煤層傾角在12°以上的仰斜開采工作面，充填密實(shí)性好；充填與采煤互不影響，充填方法簡(jiǎn)單，初期投入低，充填系統(tǒng)初期投入可降低90％到97％，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號(hào)E21F15/08GK101701527SQ200910185320
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者丁玉, 馮光明, 周掁, 孫春東, 孟杏莽 申請(qǐng)人:冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)有限公司;中國(guó)礦業(yè)大學(xué)