一种煤矿充填复采方法

1.本发明涉及煤矿充填开采技术领域，尤其涉及一种煤矿充填复采方法。


背景技术：

2.我国在内蒙古、山西及陕西等地区，存在若干因小型煤矿早期小规模开采遗留下的采空区及大规模的浅部残余煤炭资源。目前该类矿山存在的主要问题包括：由于过去回采机械化水平低下，且开采设计、采掘接替及巷道布置等方面杂乱无序，导致遗留采空区分布排列无序及大小不一，严重影响着复采工作面的布置；同时由于遗留空区封闭时间较长，使遗留空区内在不同程度上均存在积气、积水与顶板控制困难等问题，严重威胁到矿山的安全生产；并且因早期整体资源回采率较低，仅为10％～30％左右，遗留下了大面积品质较高的煤柱资源，因此充填复采浅部遗留煤体不仅可以回收优质煤炭资源提高经济效益，而且可有效的解决因遗留采空区为后期大规模开采所带来的安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明的实施例提供了一种煤矿充填复采方法，用于解决现有技术中存在的问题。
4.为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
5.一种煤矿充填复采方法，包括：
6.s1对遗留巷道和采空区分别进行通风和排水作业，然后对遗留巷道进行支护处理；
7.s2在执行了步骤s1的遗留巷道的主巷道内铺设充填主管，在采空区的进路设置充填支管，分别在主巷道和采空区的进路的入口区域设置充填挡墙；
8.s3通过后退式充填方法对主巷道和采空区进行依次充填作业；
9.s4待执行了步骤s3的主巷道和采空区的充填区域全部固结后，对遗留巷道和采空区进行回采作业。
10.优选地，步骤s3具体包括：
11.s31在执行了步骤s1的遗留巷道的主巷道内的一侧进行充填作业，填充作业区域包括主巷道该侧，或者主巷道该侧和邻接的采空区；
12.s32朝该主巷道的入口区域方向移动充填主管，移动后对充填主管所在的主巷道区域，或者该主巷道区域和邻接的采空区进行充填作业；
13.s33多次重复子步骤s32，直至遗留巷道和采空区充填完成。
14.优选地，每次执行子步骤s32时，移动充填主管的距离满足充填步距。
15.优选地，充填支管为软管。
16.由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例。
17.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明提供的一种煤矿充填复采方法的处理流程图；
20.图2为本发明提供的一种煤矿充填复采方法中的充填遗留巷道及采空区示意图；
21.图3为本发明提供的一种煤矿充填复采方法中待遗留巷道及采空区全部被充填后的整体平面结构示意图；
22.图4为本发明提供的一种煤矿充填复采方法中对重新划分的矿块布置工作面、运输巷道及回风巷道平面结构示意图；
23.图5为本发明提供的一种煤矿充填复采方法中的复采作业平面结构示意图。
24.图中：
25.1a.主巷道；1b.采空区；2.充填挡墙；3.已拆除充填挡墙；4.已拆除充填管；5.胶结充填体；6.充填阀门；7a.充填主管；7b.充填支管；8.遗留煤体；9.回采工作面；10.运输巷道；11.回风巷道；12.新采空区。
具体实施方式
26.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
27.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
28.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
29.为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
30.参见图1，本发明提供的一种煤矿充填复采方法，包括如下过程：
31.s1对遗留巷道和采空区1b分别进行通风和排水作业，然后对遗留巷道进行支护处理；
32.s2在执行了步骤s1的遗留巷道的主巷道1a内铺设充填主管7a，在采空区1b的进路设置充填支管7b，分别在主巷道1a和采空区1b的进路的入口区域设置充填挡墙2；
33.s3通过后退式充填方法对主巷道1a和采空区1b进行依次充填作业；
34.s4待执行了步骤s3的主巷道1a和采空区1b的充填区域全部固结后，对遗留巷道和采空区1b进行回采作业。
35.如图2至5所示，本发明提供的方法，首先对矿山浅部遗留下的巷道及不规则的开采空区1b(两者合称为“旧采空区”)进行通风、排水及支护等安全处理措施；其次通过后退式胶结充填方法将充填材料用于处理遗留下的巷道及不规则的开采空区；然后待充填体固化并与空区周边煤体胶结形成整体结构后，将该结构作为“新矿体”重新划分为采区，布置新的运输巷道、回风巷道及工作面；根据具体矿山煤层条件选择合适的采矿方法进行规模化复采。
36.具体的，在一些优选实施例中，包括如下步骤：
37.1)对遗留巷道及采空区1b进行通风和排水作业，而后对遗留巷道进行支护处理；
38.2)在已支护后的遗留主巷道1a内铺设充填主管7a，并在各遗留采空区进路设置充填支管7b，且充填支管采用软管，而后在主巷和进路入口处设置充填挡墙2；
39.3)在地表制浆站利用煤矸石、粉煤灰及水泥等充填材料制备充填料浆，而后利用管道输送的方式输送到井下，并利用后退式充填方法对遗留主巷道1a及各遗留采空区1b依次进行充填；在充填的过程中根据充填进度依次撤除相应的充填挡墙3、充填主管7a和充填支管7b；(在图2中右侧标示出了已拆除的充填挡墙3)
40.4)按照设计充填步距先从遗留主巷道1a一端进行充填，待充填料浆固结且充填体接顶；
41.5)后撤充填主管7a，依次对各遗留采空区进行充填，待充填料浆固结且充填体充满原充填主管7a的空间，形成最终的胶结充填体5(如图3所示)；
42.6)循环4)或5)，直至最终全部充填完毕；
43.7)待遗留的巷道及采空区全部充填完毕固结后，重新进行新进行开采设计，掘进运输巷道10、回风巷道11及切眼，合理布置工作面，选择合适的采矿方法(如综采法)进行回采(如图4和5所示，图中箭头表示开采作业移动方向)。
44.其中，充填主管7a是指布置在遗留巷道的主巷道中的主线充填管道。充填支管7b是指从充填主管向各个待采空区延伸的支线。后退式充填指巷道充填时，从遗留巷道的主巷道进路端头位置(可以根据实际情况设定)按照相应的充填步距向巷道入口方向依次充填的过程。充填步距是指工作面推进方向一次充填采空区的距离。充填接顶是指将充填材料充填到矿石或岩石顶板或假顶处的状态。充填挡墙是指将料浆有效封闭在密闭采空区内，是保证充填料浆在采空区内实现预定功能的重要保障。目前国内外矿山主要采用以下几类充填挡墙结构：混凝土挡墙、砖砌挡墙、木制挡墙、砂包挡墙、废石挡墙等。
45.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
46.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或
者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
47.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。