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专利号: 2021110019165
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.高强度开采工作面煤矸石覆岩隔离注浆充填绿色开采方法,其特征在于,步骤如下:a.收集需要充填的工作面的基本信息,包括工作面每天平均产出矸石重量与采出煤炭重量的比值β、为维持工作面上方关键层稳定所需的充填率α、工作面的采宽和走向长度;其中,充填率α为工作面每天需注矸石重量与采出煤炭重量的比值;充填率α根据注浆充填层位上方的关键层厚度、强度、与煤层间距信息确定;

b.沿工作面推进方向,按照距离x将工作面分成n个分段,分别记为第1分段、第2分段……第n分段;其中,最后一个分段,即第n分段的长度小于等于x;距离x取0.8‑1.0r,r为充填工作面所在地层条件下的浆液扩散半径;

c.用α除以β,将得到的数值四舍五入后记为整数γ,将工作面走向的n个分段划分为若干个周期,每γ个分段为一个周期;例如,第1个周期包括1,2,…,γ分段;

d.在第1个周期内,当充填工作面开采第1,2,…,γ‑1分段时,矿井产出的矸石每天进入注浆充填站的临时矸石仓内暂时储存,当第γ‑1分段回采结束后,储存的矸石总重量与每个分段采出煤炭重量的比值为(γ‑1)β;

e.在充填工作面开采至第γ分段时,利用第γ分段上方的地面钻孔,在开采过程中同步对覆岩关键层下的裂隙区域注浆充填,使每天的充填率等于α;

若第γ分段开采结束之前,矸石仓内的矸石已消耗完毕,则停止该分段内的地面钻孔注浆充填;若第γ分段开采结束时,矸石仓内的矸石消耗完毕,则停止该分段内的地面钻孔注浆充填,若矸石仓内的矸石未消耗完毕,则继续注浆充填,直至矸石仓内的矸石消耗完毕;

f.充填工作面持续向前回采进入后续周期时,重复步骤d、e,直至整个充填工作面回采结束。

2.根据权利要求1所述的绿色开采方法,其特征在于:步骤e中,如浆液向后方出现较大量扩散,采用帷幕注浆方法进行封堵,维持充填工作面开采与地面钻孔注浆充填。

3.根据权利要求1所述的绿色开采方法,其特征在于:步骤e中,第γ分段上方的地面钻孔为1个或多个,首孔在第γ分段起始线以外、上方或以内。

4.根据权利要求1所述的绿色开采方法,其特征在于:步骤e中,注浆充填的浆液为矸石仓中储存的矸石经过粉碎、球磨、塔磨方法制备成的粉体物料与水混合后制成的浆液,粉体物料满足浆液在覆岩离层裂隙内流动的需要。