控制上覆岩层移动变形的中厚煤层房柱式充填开采方法

摘要

本发明属于煤炭开采充填领域，特别涉及一种控制上覆岩层移动变形的中厚煤层房柱式充填开采方法，适用于厚度在2米以上煤层的采煤工作面，依据老顶初次来压步距理论，确定老顶的初次来压步距L和周期来压步距M，间隔设置煤房和煤柱，通过开采煤房-充填采空煤房-开采煤柱——充填煤柱采空区的方法，充填时采用高水膨胀材料。通过控制关键层，能够确定最经济的充填率，实现效益最大化；在实现无煤柱回采的同时，使上覆岩层的移动变形完全控制在允许范围内，实现地表平缓均匀下沉量极小；利用高水膨胀材料可实现任何条件下的煤炭资源的高回收率开采，并能够大幅度地提高采煤工作面的安全程度；开采煤房时，可间隔布置多个煤房开采工作面，生产效率高。

主权项

一种控制上覆岩层移动变形的中厚煤层房柱式充填开采方法，其特征在于：该方法按下述步骤进行：(1)分析煤层顶板岩性特征，确定老顶的初次来压步距L和周期来压步距M，设计所采的煤房宽度N≤M，所留的煤柱宽度R≤L，煤房和煤柱间隔设置；(2)开采煤房：按照正常的采区布置准备采区巷道和各工作面顺槽，形成回风系统，利用房柱式连续采煤机或使用掘锚一体机开采煤房、留设煤柱，开采过程中确保开采的煤房宽度N≤M，留设的煤柱宽度R≤L，开采过程中对顶板进行锚杆或锚索支护；(3)充填煤房采空区：选用高水膨胀材料对煤房采空区进行全部充填，具体充填步骤如下：a、撤出所有开采设备，清净浮煤；b、制作充填挡墙：在煤房采空区的上、下端面砌筑挡墙，并在上端面的挡墙顶部预留一个充填口，上、下端面挡墙和煤房采空区两侧的煤柱形成煤房充填区；c、通过充填管将高水膨胀材料从上端面挡墙的充填口输送到煤房充填区中，待煤房充填区充满后停止充填工作，并将上端面挡墙的充填口密封；(4)开采煤柱：待煤房充填区中的高水膨胀材料完全凝固后，利用房柱式连续采煤机或使用掘锚一体机将留设的煤柱开采出来；(5)充填开采煤柱后的采空区：根据地表建筑物及其附着物保护等级设计充填比例，对煤柱采空区进行全部重填、部分充填或不充填，充填时选用高水膨胀材料，具体充填步骤如下：a、撤出所有开采设备，清净浮煤；b、制作充填挡墙：根据充填比例确定煤柱充填区的上、下端面，并上、下端面砌筑挡墙，上端面的挡墙顶部预留一充填口，上、下端面挡墙以及采空煤柱两侧的已充填煤房共同构成煤柱充填区；c、通过充填管将高水膨胀材料从上端面挡墙的充填口输送到煤柱充填区中，待煤柱充填区充满后停止充填工作，并将上端面挡墙的充填口密封。