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专利号: 2020101125669
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种矿山前进式充填成巷开采方法,其特征在于:采煤机割煤过程中割出区段平巷的断面,利用综合机械化固体充填技术实现充填采矿与充填自动成巷;其中充填采矿是指采用综合机械化固体充填开采方法进行资源回采和采空区全断面充填,工作面推进方向采用前进式;充填自动成巷指利用综合机械化固体充填技术在采空区侧形成充填巷帮,采用锚杆、锚索、摩擦式恒阻立柱,并对充填帮薄膜注浆密封,联合支护,区段平巷随工作面开采逐步自动形成;采区首采面的运输平巷、回风平巷均采用充填自动成巷的方法形成;接替面的一条区段平巷采用充填自动成巷的方法形成,另一条区段平巷沿用上个工作面充填自动成巷形成的平巷;同一条区段平巷继续服务下个工作面时功能不变,即若上个工作面运输平巷沿空留巷,则下个工作面继续作为运输平巷服务;若上个工作面回风平巷沿空留巷,则下个工作面继续作为回风平巷服务。

2.根据权利要求1所述的一种矿山前进式充填成巷开采方法,其特征在于:所述综合机械化固体密实充填采矿法中,首采面(5)的回采工艺与接替面Ⅰ(7)、接替面Ⅱ(9)的巷道成巷形式及其回采工艺不同,首采面(5)回采时,运输平巷Ⅰ(4)、回风平巷Ⅰ(3)采用所述充填自动成巷技术随采自动成巷,并均沿空留巷直至首采面(5)回采完毕;接替面Ⅰ(7)回采时,回风平巷Ⅰ(3)继续作为回风平巷服务,运输平巷Ⅱ(8)采用所述充填自动成巷技术随采自动成巷;接替面Ⅱ9回采时,运输平巷Ⅱ(8)继续作为运输平巷服务,回风平巷Ⅱ(10)采用所述充填自动成巷技术随采自动成巷。

3.根据权利要求2所述的一种矿山前进式充填成巷开采方法,其特征在于:首采面(5)的回采工艺具体包括以下步骤:a.自采区运输上山(1)和轨道上山(2)开始向采区边界前进式回采,不留上山保护煤柱,上山按照所述充填自动成巷技术保留,采煤机骑在刮板输送机上进行割煤作业,并割出运输平巷Ⅰ(4)、回风平巷Ⅰ(3)的巷道断面;

b.端头暴露面积大,采用自移式端头液压支架支护,2~3架为一组,维护顶板;

c.工作面内先移架后推溜,推溜后支架与刮板输送机之间存在一个截深的距离。采煤机割煤后,支架依次随采煤机前移支护顶板,输送机随移架逐段移向矿壁,推移步距等于采煤机截深;

d.工作面内刮板运输机移直后,将多孔底卸式输送机移至充填液压支架后顶梁后部,开始充填作业;

e.充填作业同时实施运输平巷Ⅰ(4)、回风平巷Ⅰ(3)的充填自动成巷工艺。

4.根据权利要求1所述的一种矿山前进式充填成巷开采方法,其特征在于:接替面Ⅰ(7)的回采工艺具体包括以下步骤:a.自采区运输上山(1)和轨道上山(2)开始向采区边界前进式回采,不留上山保护煤柱,上山按照所述充填自动成巷技术保留,采煤机骑在刮板输送机上进行割煤作业,并割出运输平巷Ⅱ(8)的巷道断面;

b.端头暴露面积大,采用自移式端头液压支架支护,2~3架为一组,维护顶板;

c.工作面内先移架后推溜,推溜后支架与刮板输送机之间存在一个截深的距离。采煤机割煤后,支架依次随采煤机前移支护顶板,输送机随移架逐段移向矿壁,推移步距等于采煤机截深;

d.工作面内刮板运输机移直后,将多孔底卸式输送机移至充填液压支架后顶梁后部,开始充填作业;

e.充填作业同时实施运输平巷Ⅱ(8)的充填自动成巷工艺。

5.根据权利要求1所述的一种矿山前进式充填成巷开采方法,其特征在于:接替面Ⅱ(9)的回采工艺具体包括以下步骤:a.自采区运输上山(1)和轨道上山(2)开始向采区边界前进式回采,不留上山保护煤柱,上山按照所述充填自动成巷技术保留,采煤机骑在刮板输送机上进行割煤作业,并割出回风平巷Ⅱ(10)的巷道断面;

b.端头暴露面积大,采用自移式端头液压支架支护,2~3架为一组,维护顶板;

c.工作面内先移架后推溜,推溜后支架与刮板输送机之间存在一个截深的距离。采煤机割煤后,支架依次随采煤机前移支护顶板,输送机随移架逐段移向矿壁,推移步距等于采煤机截深;

d.工作面内刮板运输机移直后,将多孔底卸式输送机移至充填液压支架后顶梁后部,开始充填作业;

e.充填作业同时实施回风平巷Ⅱ(10)的充填自动成巷工艺。

6.根据权利要求3~5任一所述的一种矿山前进式充填成巷开采方法,其特征在于:步骤d充填作业的充填顺序由多孔底卸式输送机机尾向机头方向进行,当前一个卸料孔卸料到一定高度后,即开启下一个充填卸料孔,随即启动前一个卸料孔所在支架后部的夯实机构千斤顶推动夯实板,对已卸下的充填材料进行夯实,如此反复2~3个循环,直到夯实为止。

7.根据权利要求1所述的一种矿山前进式充填成巷开采方法,其特征在于:所述充填自动成巷指:回采时要将采煤机割出的区段平巷沿空留巷,作为下一工作面的相同功能的区段平巷服务,其具体施工工序可分为三部分:巷道顶板支护、巷道充填帮支护以及充填帮薄膜注浆密闭,各工序平行作业,在一个采煤循环中完成;具体步骤如下:a.当采煤机割出区段平巷断面后,推溜、移架,端头支架向前移进一个步距,搭载在端头支架后部的锚索钻机开始工作,在移架后新的钻孔位置开始施工锚杆、锚索钻孔,施工完成后紧接着进行锚杆、锚索安装;于此同时在靠采空区侧安装一排摩擦式恒阻立柱;

b.安装完摩擦式恒阻立柱后,沿充填侧边缘布置挡矸菱形金属网,将金属网用铁丝绑在立柱上,使矸石充填体形成稳定的充填侧巷帮;

c.薄膜注浆密闭:对充填巷帮进行喷浆处理,形成注浆密封段,密闭采空区;

d.上述步骤完成后,即形成区段平巷的沿空留巷自动成巷。

8.根据权利要求1所述的一种矿山前进式充填成巷开采方法及其施工方法,其特征在于:上山留巷过程中沿采空区侧布置的一排摩擦式恒阻立柱,间距是区段平巷立柱布置数的1.5倍,且沿采空区侧倾斜3~5°,其余工序与上述区段平巷沿空留巷一致。