[发明专利]一种巨厚煤层强弱分区充填上行分层开采方法

说明书

本发明涉及煤炭资源开采技术领域，具体的说是一种巨厚煤层强弱分区充填上行分层开采方法，该方法包括：首先将巨厚煤层分为若干个实体煤层，然后对底端的实体煤层铺设巷道，对底端的实体煤层进行开采，最底端的实体煤层开采完毕后，逐层铺设强充填层与弱充填层，对顶端的未开采的实体煤层起着很好的支撑作用，有效避免了实体煤层坍塌的情况发生，大大提高了开采煤炭时的安全性，通过数据分析计算填充层的高度，最后逐步向上开采各分层，直至完成巨厚煤层全部开采完毕；本发明方法具有巷道布置系统简单，经济效益显著，能实现20m以上的巨厚煤层安全高效可靠的开采。

技术领域

本发明涉及煤炭资源开采技术领域，具体的说是一种巨厚煤层强弱分区充填上行分层开采方法。

背景技术

随着东部矿区煤炭资源的枯竭，中部受资源与环境约束的矛盾加剧，我国煤炭资源开发重点已快速转移到西部地区；新疆煤炭资源极其丰富，是我国21世纪十分重要的能源基地接替区和战略能源储备区。新疆煤炭资源赋存的一个主要特点是厚煤层广泛分布且巨厚煤层多，如伊犁、吐哈、库拜等预测资源量超过100亿吨的煤田中都赋存有单层厚度大于20m以上的巨厚煤层，中国乃至世界上最大的整装煤田—准东煤田探明有单层厚度达80m以上的巨厚煤层，沙尔湖煤田更有单层厚度达200m以上的巨厚煤层。

经过多年的研究与实践，到目前为止，可以说我国煤炭资源开发已经形成了具有中国特色的厚煤层开采技术体系，但是大多数研究成果主要集中在煤层厚度为20m以下，针对像新疆地区厚度20m以上的巨厚煤层，煤炭开采大多会采用底端开凿逐渐放煤炭的方法开采煤炭，但放煤效率不便于调节，目前还没有一种安全、可靠、高效的巨厚煤层开采方法，因此急需一种巷道布置系统简单，提高经济效益，能确保20m以上的巨厚煤层安全高效开采的开采方法。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种巨厚煤层强弱分区充填上行分层开采方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种巨厚煤层强弱分区充填上行分层开采方法，包括以下步骤：

a、对巨厚煤层分层：对所采巨厚煤层的顶板岩层、底板岩层和煤层的水文地质采矿条件进行分析，将巨厚煤层均匀划分为若干个实体煤层；

b、对实体煤层底端层面进行开采：当给巨厚煤层均匀分层后，在相对最底端的一层实体煤层挖掘工作面的巷道，由巷道的两端逐渐向实体煤层的中心处开采；

c、铺设充填层：对实体煤层进行开采时，对已经开采过的地域进行充填，将充填层分为强充填层与弱充填层，强充填层设置在实体煤层开采后的边缘区域，弱充填层填充在实体煤层开采后的中心区域；

d、对剩余分层后的实体煤层进行开采：当底端的实体煤层开采完毕并充填好后；利用应力监测系统对巨厚煤层顶板运移情况进行分析；当位移和应力数值不再变化时，判定新形成的底部分层已垮落移动稳定；再重复步骤b、步骤c和步骤d对底端的实体煤层进行开采，直至巨厚煤层开采完毕。

上述实体煤层的分层数根据公式N＝1+int(D/p)计算，其中N为实体煤层的分层数，D为实体煤层的总厚度，p为综放支架开采上限。

上述实体煤层分层开采高度根据公式n＝D/N计算，其中n为实体煤层的平均分层厚度。

在一些具体实施例中，在所述步骤c中，所述强充填层在工作面长度方向上的尺寸保持不变，所述弱充填层在工作面长度方向上的尺寸保持不变。

在一些具体实施例中，在所述步骤c中，在从下到上的方向上，所述强充填层在工作面长度方向上的尺寸逐渐增大，所述弱充填层在工作面长度方向上的尺寸逐渐减小。

在一些具体实施例中，强充填层与弱充填层在工作面长度方向上的尺寸之比为：

l/L＝1+N/A