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一种厚煤层旧采残煤复采工作面冒落区的采前处

作者:xinlongtiangu    来源:{db:出处}    发布时间:2021-10-21 13:37    浏览量:

                                                     一种厚煤层旧采残煤复采工作面冒落区的采前处置方法与流程

 
一种厚煤层旧采残煤复采工作面冒落区的采前处置方法与流程

本发明属于煤矿开采技术领域,具体是一种厚煤层旧采残煤复采工作面冒落区的采前处置方法。



背景技术:

煤炭是我国重要的基础能源和原料,因此,合理、高效、有计划地开发利用煤炭资源,特别是稀缺煤炭资源,对于保障我国国民经济的稳步发展及国家安全具有重要意义。然而,上个世纪九十年代以前,我国煤炭工业发展受投资、开采工艺及装备水平的限制,许多矿井采用落后的巷柱式、巷放式或残柱式开采体系,其煤炭资源回收率不足30%,其中不乏无烟煤、焦煤等稀缺优质煤炭资源,造成我国煤炭资源大量的浪费,严重制约着我国煤炭工业可持续发展的战略要求。本发明定义采用巷柱式、巷放式或残柱式等开采方法称之为旧采,旧采遗留巷道称之为旧巷,旧采后遗留的煤炭资源称之为残煤,对残煤采用综合机械化开采称之为复采。

受旧采开采影响残煤赋存状态已遭到不同程度的破坏,旧巷在长期矿山压力作用下,顶板岩层破坏,进而垮落形成冒落区,由于冒落区的存在造成复采残煤工作面应力集中显著、煤壁片帮或端面冒落难以控制,给复采工作面的安全高效开采带来了较大的隐患,因此在进行旧采残煤工作面过冒落区成为采用综合机械化复采规模开发面临的基本问题。

但目前关于冒落区处置问题,多数集中于掘进巷道通过冒顶区的情况较多,且都是在正常回采的背景下,没有涉及到旧采残煤复采,  该方法首先在巷道支护较好段斜向上对冒顶区域施工注料孔,注入发泡型充填液,充填材料发泡形成整体固态充填物,并在此基础上采用架工字钢棚支护,通过冒顶区。 该方法针对冒顶处理过程中,需要空顶和登高作业、施工难度大且极易发生二次冒顶、施工人员安全难以保障等问题,在采煤机机身上安装冒顶处理机器人,利用液压缸的推移、升降实现冒顶处理机器人的移动、上升和下降,代替施工人员在冒顶区钻接顶方木生根孔、搭方木以及在方木上放置高强度高弹性橡胶袋(高强度高弹性橡胶袋能够适应冒顶区不同的空间形状,紧密支撑住顶板,防止二次冒顶),通过注浆泵向高强度高弹性橡胶袋中注入快速凝固混凝土处理冒顶,实现采煤工作面通过冒顶区; 然后制造人工假顶,并向顶板冒落空洞区域注膨胀填充材料,接着注浆加固冒落边缘,对较为破碎的顶板区域进行补强支护,最后清理冒落区域,搭建施工平台,进行方木穿顶并成组安设液压支架。综合来看,上述公开发明仅是针对局部冒顶区的处置方法,且都是在掘进或回采时遇到冒顶区的处置方法,而对于在回采前本身存在大量冒顶区的旧采残煤资源以上方法均都不在适用。

由于旧采残煤中冒落区较大,且冒落区多是由旧巷顶板垮落形成,一般延伸较长,因此很难一次性完全将冒落区注浆完毕,特别对于厚煤层,如果将这些区域全部注浆,则存在注浆材料消耗严重、注浆工程量大、材料运输困难等问题,还会增加吨煤成本,降低企业利润。

因此,基于以上分析,亟需一种能够在采前处置旧采残煤资源中的大量冒落区的方法,方便复采工作面快速、安全、高效通过冒落区。


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