[发明专利]一种矸石与高水材料混合充填方法

说明书

本发明公开了一种矸石与高水材料混合充填方法，利用高水材料补充矸石充填空隙，进而达到密实充填，并承载采空区顶板的方法，包括：1)基于长壁生产系统掘采充填联络巷后，利用袋内充填高水材料的方式在工作面运输巷一侧布置充填挡墙；2)在充填联络巷两帮及顶板布置高水材料充填管路；3)抛投矸石至采空区；4)矸石抛投完毕后在工作面回风巷一侧布置高水充填材料挡墙，预留溢流孔，并通过预留充填管路向采空区注入高水充填材料补充充填；5)检测预留溢流孔，出现溢浆情况表示充填完成，停止充填；6)间隔三条充填联络巷与煤柱进行下一采充循环。本方法有效减少工作面开采区域地表下沉值，同时大大提升采空区充填体接顶率与密实度。

技术领域

本发明涉及一种矸石与高水材料混合充填方法，属于煤矿采空区充填技术领域。

背景技术

煤炭在中国一次能源结构中长期处于重要地位，随着煤炭资源需求量的不断增加，煤矿不得不针对“三下”压煤进行开采。控制矿山开采引起的地表沉陷，减小煤炭开采对矿区附近村庄建筑的扰动量是当前煤矿生产亟需解决的问题。与此同时，多数矿井使用盾构法提升煤矿掘巷效率，但盾构掘进过程中产生的泥浆状矸石无法利用绞车提升至地面，大量矸石聚集井下，严重制约井下空间利用，威胁矿井运输安全。

目前，针对这类问题，国内外常用的解决办法主要为矸石不升井，直接充入采空区。虽然上述方法解决了井下矸石处理问题，但由于掘进产生矸石量少且充入采空区后接顶困难，无法有效控制采空区覆岩运动与地表沉陷，依然对地表建筑物造成较大影响。所以，研究一种既能实现井下产生矸石直接充入采空区同时保证采空区充填材料可以密实接顶的充填方法成为了亟需解决的一大难题。

发明内容

发明目的：为了解决矸石井下就地充填与采空区密实充填的难题，本发明的目的在于提供一种矸石与高水材料混合充填方法，进一步提高采空区充填材料接顶率，更好的控制采空区覆岩运动。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种矸石与高水材料混合充填方法，其特征是，其具体步骤为：

1)基于长壁生产系统掘采充填联络巷后，利用袋内充填高水材料的方式在工作面运输巷一侧布置高水材料充填挡墙；

2)在充填联络巷两帮及顶板布置高水材料充填管路，分别为两帮高水材料充填管和顶板高水材料充填管；

3)利用高速动力抛矸机抛投矸石至采空区；

4)采空区充满矸石后在工作面回风巷一侧布置高水充填材料挡墙，预留溢流孔，并通过预留充填管路向采空区注入高水充填材料补充充填；

5)检测预留溢流孔，出现溢浆情况表示充填完成，停止充填；

6)间隔三条充填联络巷与煤柱进行下一采充循环。

充填联络巷两帮预先敷设高低两条高水材料充填管路，管路出浆口分别位于充填联络巷后部与前部；顶板预先敷设长短两条高水材料充填管路，管路出浆口分别对应前置于两帮的管路出浆口。

两帮分别在距底板0.3h与0.7h处布置两趟两帮高水材料充填管，h为采高；管路出浆口分别对应位于距运输巷侧高水材料充填挡墙为0.1l和0.55l处，l为推进距离。

顶板布置两趟顶板高水材料充填管，分别距左帮0.4L和0.6L，L为工作面宽度；管路出浆口分别对应位于距运输巷侧高水材料充填挡墙0.25l和0.7l处，l为推进距离。

所述顶板高水材料充填管每隔2m开一个直径为20mm的漏液孔。

充填高水材料时遵循由远及近、由低及高的原则，依次充填低、高处的两帮高水材料充填管与长、短度的顶板高水材料充填管。

所述高水材料充填管路为内径是120mm，外径是140mm的PVC管。