[发明专利]一种无煤柱开采方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种开采方法，尤其是一种适用于顶板条件较好的沿空掘巷内构筑充填体置换窄煤柱的沿空掘巷内构筑充填体置换窄煤柱的无煤柱开采方法。

背景技术

作为“绿色开采”的一个重要的研究分支，无煤柱开采模式是当前我国煤矿生产建设中探索实现节能减排思想和贯彻人类生存可持续发展战略的重要组成部分，也是国家十二五计划重点资助研究方向之一。

目前我国绝大部分采区巷道一直沿用保留煤柱的方法维护，即在工作面之间都留设了3～5m的窄煤柱或15～30m的宽煤柱，其目的是为了防止生产(或准备)工作面与相邻采空区通透漏风而引起采空区的煤自然发火，同时也兼顾了工作面矿山压力的影响。工作面区段之间留设煤柱虽然在短期内对防止漏风、自然发火起到一定作用，但却造成了不可再生的煤炭资源浪费(损失2％～3％)，而且由于煤柱在采空区侧被压酥，甚至压碎，极易造成采空区煤柱自然发火，对安全生产构成威胁。因此，实现工作面无煤柱开采，无论是对安全生产，还是对增加经济效益和社会效益，都具有十分重要的意义。

目前的沿空掘巷一般采用留设3～5m宽的窄煤柱的方法进行护巷。随着煤炭资源开采深度和开采厚度的增大，窄煤柱护巷技术在应用实践中遇到了很多困难和问题，由于采深和采高较大，巷道围岩应力高，沿空巷道的变形量非常大，特别是在回采期间巷道的变形量更加剧烈，通过对大量的现场观测数据分析得出，巷道的变形量主要来自窄煤柱的变形量，回采期间窄煤柱的稳定性的问题尤为突出。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种方法简单、绿色环保、安全效果好的无煤柱开采方法。

技术方案：本发明的无煤柱开采方法：在上区段工作面回采结束后，沿采空区预留窄煤柱掘进下区段轨道巷，下区段轨道巷掘进完成后，超前下区段工作面沿采空区边缘构筑充填墙体置换留设的窄煤柱，充填墙体随工作面的推进超前逐段施工，直至完成采空区边缘窄煤柱的置换，完成下区段工作面的回采后，重复上述过程，在下区段工作面预留窄煤柱沿空掘进另一区段轨道巷，依次循环，直至完成整个采区的煤炭开采。

所述的窄煤柱宽度不超过3m。

所述沿采空区边缘构筑充填墙体置换留设的窄煤柱超前下区段工作面大于20m。

有益效果：由于采用了上述技术方案，通过在沿空掘巷中超前工作面构筑充填体置来换留设的窄煤柱。由于在下区段轨道巷中，超前工作面构筑接顶充填体置换窄煤柱，实现了区段的无煤柱开采，提高了煤炭资源的回收率。充填体相比窄煤柱具有更高的强度，且仅仅受到下区段工作面的一次采动影响，能够有效控制下区段工作面回采期间沿空掘巷的变形，降低了沿空掘巷的支护难度。同时充填体隔绝了采空区内的水和瓦斯及其冒落的矸石，提高了生产的安全性。其方法简单，安全可靠，绿色环保、效果好，具有广泛的实用性和推广性。

附图说明

图1是本发明的无煤柱开采方法布置示意图。

图2(a)是本发明实施过程中上区段工作面已回采结束的示意图。

图2(b)是本发明实施过程中在布置下区段工作面的示意图。

图2(c)本发明实施过程中在下区段轨道巷中的示意图。

图中：1-下区段轨道巷，2-窄煤柱，3-采空区，4-充填体，5-下区段工作面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

本发明的无煤柱开采方法：在上区段采煤工作面回采结束后，沿采空区3预留窄煤柱2掘进下区段轨道巷1，所述的窄煤柱2宽度不超过3m。下区段轨道巷1掘进完成后，超前下区段工作面5沿采空区3边缘构筑充填墙体4置换留设的窄煤柱2，沿采空区边缘构筑充填墙体置换留设的窄煤柱超前下区段工作面大于20m。充填墙体4随工作面的推进超前逐段施工，直至完成采空区3边缘窄煤柱2的置换，完成下区段工作面5的回采后，重复上述过程，在下区段工作面5预留窄煤柱沿空掘进另一区段轨道巷，依次循环，直至完成整个采区的煤炭开采。

图1所示，在采空区3和下区段工作面5之间的下区段轨道巷1已完成留设窄煤柱2沿空掘进。在下区段轨道巷1中，超前工作面沿采空区3边缘采用充填材料构筑充填体4置换窄煤柱2，进行充填时，要确保巷内充填体4与顶底板交接严实，不能漏风。构筑充填体4置换窄煤柱2随下区段工作面5的推进逐段施工，直至完成下区段工作面5的回采，依次循环，完成整个区域的煤炭开采，实现区段无煤柱开采。

图2(a)所示，上区段工作面已回采结束，采空区3的状态；