[发明专利]一种充填开采防治冲击地压方法

说明书

本发明针对薄煤层开采冲击地压防治问题，布置传统长壁采区进行螺旋钻采并充填，工人无需进入工作面降低冲击时造成的危险；后退式回采，运输巷道作为采煤空间利于落煤，回风巷道作为充填空间可以充分利用废弃物的自重提高充填效率，并减小采煤与充填干扰。将几种废弃物组合在一起用于充填工作，充填废水部分来自井下废水避免上井，部分来自难于直接排放的洗选废水；充填废石部分来自井下掘进矸石避免上井，部分来自洗选固废，形成粒径搭配。通过废水搭配充填水袋作为充填体，具有很强的及时的支撑性能，间隔充填有废石后期支撑强度大，即使水袋后期破损也不会产生冲击影响，这种充填方式节约了成本并提高了充填效率。

技术领域

本发明涉及煤矿开采中的冲击地压领域，具体涉及一种充填开采防治冲击地压方法。

背景技术

煤炭是我国主体能源之一，然而随着煤炭开采年限的增加，矿井将进入深部开发阶段。随着采深的增加，以冲击地压为代表的地下动力灾害发生的频率和强度逐渐增加。煤矿冲击地压是煤岩体在开采过程中发生失稳破坏，使积聚的弹性能瞬间释放的动力灾害现象。井下切顶卸压、地面水力压裂、充填开采是最常用的冲击地压防治手段；但是井下切顶卸压需在井下施工切顶钻孔，施工位置一般位于回采巷道内，因此施工空间有限，导致施工设备的使用受限，钻孔施工的数量、致裂的强度和远度都受影响；地面水力压裂存在理想钻井施工位置在地面往往不具备施工条件影响，且水力压裂效果难以确定；而传统的充填开采由于充填效率低、充填成本高而很少用于冲击地压的防治中。同时煤矿开采产生的矸石占用良田，也是急需处理的废弃物。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种充填开采防治冲击地压方法，用于薄煤层开采时的冲击地压防治，具体包括如下步骤：

S1，布置采区，采用两翼开采方式，上山煤柱位于采区的走向中间，在上山煤柱内布置有沿倾向向上延伸的采区上山，包括运输上山和轨道上山，上山煤柱两侧的边界为两翼工作面的停采线；

S2，在采区上山煤柱的上部，自地面施工洗选固废运输井和洗选废水运输井，洗选固废运输井和洗选废水运输井皆与轨道上山相连，洗选固废主要包括洗选矸石和尾矿；

S3，在运输上山内向右施工长钻孔，长钻孔的延伸方向与将要掘进的回采巷道一致并布置于回采巷道内，通过长钻孔进行卸压；当回采左翼工作面时，自轨道上山内向左施工长钻孔；

S4，进行回采巷道掘进，自采区上山向右掘进运输巷道和回风巷道，运输巷道与运输上山相连，回风巷道和轨道上山相连，开切眼连通运输巷道和回风巷道；

S5，布置采煤系统，采用螺旋钻采工艺进行薄煤层的开采，将螺旋钻采煤机布置于运输巷道内，螺旋钻采煤机的钻杆向上钻采薄煤层，配备螺旋钻采煤机工作所需的配套设备，钻采出的煤经刮板输送机运输至运输上山内；

S6，布置充填系统，充填系统包括废水充填系统和废石充填系统；

废水充填系统包括布置于回风巷道内的废水充填管，其一端与井下废水处理系统以及洗选废水运输井相连，另一端与充填水袋相连；

废石充填系统包括布置于回风巷道内的废石充填管路，其一端与井下矸石处理系统以及洗选固废运输井相连，另一端深入钻采条带采空区内；

S8，采用后退式回采，沿着运输巷道的长度方向间隔上向钻采薄煤层，每钻采第一宽度的采煤段后留设第二宽度的煤柱，形成沿着运输巷道长度方向间隔分布的钻采条带采空区和煤柱；

S9，对钻采条带采空区底部进行及时的支护与封堵，在钻采孔口处自内而外依次支设木点柱、垒砌砖墙、浇筑水泥形成加固抹平层；对钻采条带采空区顶部采用形状相匹配的矩形断面钢管结构支撑钻采孔底；