[发明专利]人工矿柱协同矸石充填置换工业广场保护煤柱的方法

说明书

本发明公开了一种人工矿柱协同矸石充填置换工业广场保护煤柱的方法，采用短壁块段式生产系统，对块段内煤柱进行开采划分，并通过人工矿柱置换待采煤柱，需保留块段间保护煤柱两侧的巷道直至回收此煤柱，待一个块段内的待采煤柱全部回采、置换完毕后，采用抛矸机进行矸石充填，并用推土机夯实，同时在下一块段内进行掘进、回采作业。最后，对块段间的保护煤柱和主、辅助运输巷之间的煤柱进行回采、置换，并对相关巷道进行充填。本发明方法基于短壁块段式采煤方法，通过构筑人工矿柱、巷道废弃矸石充填的方法对工业广场保护煤柱进行回收，不仅延长了矿井的服务年限，并在减轻地面矸石堆积对环境危害的同时减小了地下开采对地表建筑物的影响。

技术领域

本发明涉及人工矿柱协同矸石充填置换工业广场保护煤柱的方法。

背景技术

煤炭是一种不可再生能源，每个煤炭生产企业都会经历由储量丰富到资源枯竭的过程，特别是在我国存在着很多上世纪六七十年代的矿井，近年来已进入资源枯竭期，只能依靠回收煤柱维持矿井生产。据不完全统计，仅我国煤矿工业广场建筑物下的压煤量约87.7亿吨，从资源角度出发，在不影响地表工业广场的前提下合理回收工业广场保护煤柱势在必行。

对于工业广场保护煤柱的合理回收，在避免地表下沉、保证地面建筑物安全的首要前提下提高工业广场保护煤柱的回采率是根本原则。传统的长壁开采由于其开采方法的局限性，必然会对地表建筑物安全构成威胁，并且影响自然生态环境；同时，工业广场保护煤柱此类不规则煤柱不适合布置长壁开采工作面。目前，工业广场保护煤柱回收的主要方法为冒落条带法与充填条带法，其需留设永久保护煤柱，采出率一般为40-50%，资源浪费较为严重。且由于条带开采宽度较大，随着工作面的推进，产生的采动影响必然会影响上覆岩层甚至地面工业广场建筑物。因此，为了有效降低矿柱回采对地表的影响，避免地表沉降，并提高采出率，需提出一种更为合理的开采布置方式回收工业广场保护煤柱。

基于提高煤炭采出率的要求和绿色开采的理念，提出人工矿柱协同矸石充填置换工业广场保护煤柱的方法，不仅能够安全、高效的回收工业广场保护煤柱资源，避免了地表沉降，同时也解决了地面堆积矸石污染生态环境问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术存在的缺陷，提供了人工矿柱协同矸石充填置换工业广场保护煤柱的方法，本发明方法不仅可回收工业广场保护煤柱此类永久损失资源，而且能有效控制地表沉降，保护地表建筑物不受影响，同时充分利用废弃矸石使其变废为宝，不仅提高了煤炭的采出率、延长了矿井的服务年限，而且解决了废弃矸石堆积占地导致的环境污染问题。

本发明提供了人工矿柱协同矸石充填置换工业广场保护煤柱的方法，包括划分阶段、掘进阶段及回采阶段，其中回采阶段包含人工矿柱浇筑和矸石充填，本方法具体步骤如下：

步骤1）首先对待回收工业广场保护煤柱采用短壁块段式生产系统进行布置，将待回收工业广场保护煤柱划分为若干个块段，每个块段通过支巷与联巷将块段划分为若干个待采煤柱，最后将待采煤柱划分为若干个采块；

步骤2）工业广场保护煤柱回采系统设计划分后，进行掘进作业；首先，在回采区域内掘出主运输巷与辅助运输巷，两巷之间每隔一定距离掘进一条联巷；然后，根据系统设计对块段内的支巷与联巷完成掘进。掘进期间，采用1台连续采煤机、1台四臂锚杆钻车和1台梭车相互配合进行掘进作业，采用连续采煤机进行支巷和联巷的掘进工作，同时，在已掘进巷道内采用四臂锚杆钻车进行巷道支护工作，梭车负责运煤工作。