[发明专利]一种防止煤矿含煤层自燃并去除硫化氢的填充开采方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿开采安全领域，具体涉及一种防止煤矿含煤层自燃并去除硫化氢的填充开采方法。

背景技术

长期以来，煤炭资源的开采始终存在几大问题：一是煤层开采中有大量有毒气体，例如硫化氢并且易爆，二是地表沉降控制效果不理想，三是煤层采区回采率较低。

目前矿井去除硫化氢的主要手段有：建立独立的通风系统稀释或抽放硫化氢、灌输或喷洒硫化氢吸收溶液。第一种方式对于硫化氢含量较大的采空区效果不理想，第二种方式液体吸收剂注入距离短，喷洒受空间布局影响较大，液体不易在采空区缝隙中存留，容易流走，稳定时间短，损失量大。

另外，控制地表沉降主要通过局部开采后充填固结材料，而目前部分开采采用充填巷和沿空留巷设置，但留巷开采宽度一般小于充填巷开采宽度，导致回采率低，并且目前充填材料多为水泥、矸石、粉煤灰、镁粉（膨胀剂）等混合材料，由于大量应用水泥其成本较高，并且充填材料固结后在地压影响下容易开裂，地表沉降控制有限，尤其在建筑物及铁道下仍会出现较大沉陷，严重影响矿区地表设施安全。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种防止煤矿含煤层自燃并去除硫化氢的填充开采方法，目的是在开采过程中有效防止有害气体对人员的侵害以及爆炸，而且防止充填材料固结后开裂降低强度，提高回采率，提高开采效率并废物利用降低开采成本,尤其适用于较厚且硫化氢气体溢出较多煤层。

实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：

（1）在距离煤层底板1-1.5m处开挖进风巷和回风巷，所述的进风巷与回风巷平行设置，两条巷道的一端与工作面相连，另一端分别与进风总巷和回风总巷相连，在进风巷与进风总巷、回风巷与回风总巷的相连处布设联络巷，该联络巷与进风巷和回风巷垂直，并在联络巷内设置有调节风门，形成采区进风排风系统；

（2）根据采区条件，设计填充巷的开采宽度和沿空留巷的开采宽度，其中填充巷的开采宽度大于沿空留巷的开采宽度，并优选小于1.2倍沿空留巷的开采宽度；

（3）采用采煤机对充填巷进行开采，将煤层沿走向划分若干区段，每个区段根据厚度分若干层，由上至下分层回采，同一分层采用后退式回采，采煤机切割落矿，采用运铲机出矿；

（4）每一层回采完后，立即在煤层上喷洒具有去除硫化氢和阻燃功能的液体泡沫，所述的具有去除硫化氢和阻燃功能的液体泡沫由硫化氢碱性吸收剂、无机盐阻化剂、复合发泡剂、助剂和水组成；

然后采用充填料浆对充填巷采空区进行充填，所述的充填料浆由矿渣、废纤维、水玻璃、高岭土、石膏和水构成，其中配比为矿渣：460-500kg/m³、废纤维：3-6kg/m³、水玻璃:0.2-0.6 kg/m³、高岭土:0.6-1 kg/m³、石膏：20-60kg/m³、水：950-1100 kg/m³，料浆的24h强度≥2Mpa，28天最终强度≥18.6Mpa；

在充填时，采用液压泵将充填料浆泵入管道，并通过管道将矿渣充填料浆输送至充填区域，直至完成对该充填层的充填；

（5）重复步骤（4）进行下层开采、喷洒和充填，直至充填巷完全开采和充填完毕，当所有充填巷开采并充填完毕，按照和步骤（3）相同的开采顺序，采用掘进机分层开采沿空留巷，每一层开采结束按照和步骤（4）方法进行喷洒和充填，直至沿空留巷充填完毕。