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专利号: 2019106332376
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:

1.一种倾斜煤层的高压水精准碎煤充填开采方法,其特征是:包括碎煤系统、运输系统、管道充填系统;

所述碎煤系统包括将带有侧孔的螺旋钻钻入煤层中,通过螺旋钻的旋转将钻孔中的煤旋转采出,通过螺旋钻的侧孔施加高压水对钻孔两侧的煤层产生冲击力,将煤层断裂、成块、破碎,碎煤通过螺旋钻旋转采出;

所述运输系统是指将呈流态化状态的碎煤通过管道泵送到地表,流态化的碎煤从条带的下出口进入布置在下顺槽中的碎煤的运输管道中,通过运输管道泵送到地面;

所述管道充填系统包括通过在区段的上顺槽布置充填管道,当一个采煤条带开采完毕封闭条带的下出口,采用俯充的方式对整个条带进行充填。

2.根据权利要求1所述的一种倾斜煤层的高压水精准碎煤充填开采方法,其特征在于,泵送流态化碎煤的运输管道的端头连接在条带的下出口处的弧状漏斗下端,经螺旋钻和高压水采出的流态化碎煤首先从条带的下出口进入弧状漏斗中,然后通过漏斗的底部进入运输管道中,通过运输管道泵送到地面。

3.根据权利要求1所述的一种倾斜煤层的高压水精准碎煤充填开采方法,其特征在于,包括如下步骤:第一步,首先根据煤层的地质条件和胶结充填体的物理性质,选择一种可以破碎煤和不能断裂胶结充填体的高压水压,即应满足如下公式:f煤<F<f体

式中:f煤为煤的坚固性系数;

F为高压水产生的冲击力;

f体为胶结充填体的坚固性系数;

第二步,自工作面的下顺槽向上顺槽开始使用螺旋钻掘进出煤,在螺旋钻旋转采煤的过程中,通过在螺旋钻的侧孔施加大于煤层本身的强度的高压水冲击力将煤层破碎,随着螺旋钻的螺纹将煤炭采出;

第三步,采用同样的方法间隔开采第二个条带工作面,当第二个条带工作面充填完毕,开始开采间隔跳过的条带煤层;

第四步,螺旋钻和高压水冲击采出的流态化碎煤首先进入条带下出口的弧状漏斗中,其中运输管道与弧状漏斗底端相连接,碎煤经过弧状漏斗直接进入运输管道中被泵送到地表;

第五步,当一个条带的煤开采完毕后,对整个条带进行胶结充填;首先将靠近下顺槽的条带出口封闭,在工作面的上顺槽布置充填管道,沿着整个条带从上顺槽向下顺槽充填;

第六步,待整个条带充填工艺完成,重复第二步至第六步,采用跳采的方式开采整个煤层。

4.根据权利要求1所述的一种倾斜煤层的高压水精准碎煤充填开采方法,其特征在于所述的倾斜煤层的倾角大于8°,煤层厚度小于1.3m。

5.根据权利要求1所述的一种倾斜煤层的高压水精准碎煤充填开采方法,其特征在于所述的开采条带的长度在150m之内。

6.根据权力要求1所述的一种倾斜煤层的高压水精准碎煤充填开采方法,其特征在于所述条带充填采用胶结充填的方式充填条带。