本發(fā)明涉及煤礦井下簿煤層條帶開采領(lǐng)域，特別是涉及一種堅硬頂板條件下的簿煤層走向條帶充填開采方法。

背景技術(shù)：

在礦井的生產(chǎn)過程中，采煤工作面回采結(jié)束以后采空區(qū)上方的頂板會在應力的作用下自行垮落，而對于堅硬頂板條件下的采煤工作面回采以后采空區(qū)上方的頂板往往不能自行垮落，為了避免堅硬頂板的垮落傷人等情況的發(fā)生，需要采取人工爆破堅硬頂板或者采取充填采空區(qū)的方式進行處理，但是在采空區(qū)上方的堅硬頂板施工炮眼比較困難，且堅硬頂板的垮落效果不理想。

隨著煤炭資源的匱乏，堅硬頂板（比如：石灰?guī)r、砂巖）條件下的簿煤層條帶開采是煤礦井下常見的一種生產(chǎn)工藝，比如，厚度1m左右的煤層屬于簿煤層范圍，為了保證開采后地面不產(chǎn)生大的變形，目前常用的條帶開采方法有兩種：一種是預留煤柱開采法，其工藝是：先在簿煤層中沿走向方向開采出8m~15m寬度的煤體，然后留同樣寬度或稍小一點的煤柱，繼續(xù)采煤體、留煤柱的工藝流程，最后形成條帶狀的開采形態(tài)。另一種堅硬頂板條件下簿煤層的開采方法是條帶開采充填法，同樣是沿走向方向，間隔一定的距離，采出數(shù)條一定寬度的煤體（通常寬度為10m~20m），同時也留下了一定寬度的采空空間；從井下或井上的其它地方轉(zhuǎn)運來充填物（通常為矸石、沙子、泥土等）將采空空間填實，必要時對已充填物進行灌漿加固。然后開采相鄰條帶遺留下來的煤體，待遺留煤體開采完后，繼續(xù)對該條帶進行充填，最后將規(guī)劃開采塊段的煤炭全部采出，也全部充填一遍。

上述的第一種方法留煤柱條帶開采會浪費大量的資源，而第二種條帶開采充填，需要從別處運送充填物，會浪費許多人力、物力。而由于簿煤層直接開采時空間低矮，更使得工人的工作環(huán)境惡劣，也限制著機械設備的有效使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種堅硬頂板條件下的簿煤層走向條帶充填開采方法，施工簡單、勞動強度小，利用運輸、工作條帶的臥底矸石，充填采煤條帶的煤體空間，從而實現(xiàn)既處理臥底矸石，又完成空間充填的條帶充填開采方法。

本發(fā)明為解決上述問題所采取的技術(shù)方案是，提供了一種堅硬頂板條件下的簿煤層走向條帶充填開采方法，包括以下施工步驟：

第一步：在設計區(qū)段邊界的一側(cè)開設軌道上山和運輸上山，在與其相對一側(cè)的設計區(qū)段邊界開設回風上山，在設計區(qū)段的下部邊界開設總回風巷，總回風巷分別與運輸上山和回風上山相連通。

第二步：從設計區(qū)段下部邊界的總回風巷向設計區(qū)段的上部邊界沿煤層的走向方向開掘第一條帶，且對第一條帶進行臥底，第一條帶的開掘?qū)挾葹?m~6m，臥底的深度加上開采煤層的厚度為1.8m~2.6m。

第三步：在第一條帶開掘的同時與第一條帶并行開采第二條帶，且第二條帶只開采煤層不進行臥底，第二條帶的開采寬度為4m~8m，第二條帶開采出的煤炭通過已經(jīng)臥底過的第一條帶運輸至運輸上山，經(jīng)礦井的提升系統(tǒng)運送至地面；第一條帶開掘時臥底掘出的矸石，一部分矸石用編織袋或蛇皮袋裝滿，將裝滿矸石的編織袋或蛇皮袋碼放在第二條帶與第一條帶相鄰的下部空間里，碼放的寬度為0.5m~1m，由這些碼放的裝滿矸石的編織袋或蛇皮袋形成第二條帶的矸石袋壘砌墻體；第二條帶的矸石袋壘砌墻體與煤層頂板接頂，第一條帶臥底產(chǎn)生的剩余矸石用人工或者機械的方式充填進設計區(qū)段下部邊界的總回風巷內(nèi)。

第四步：待第一條帶和第二條帶掘采10m~30m距離以后，與第二條帶并排開掘第三條帶，且對第三條帶進行臥底，第三條帶的開掘?qū)挾葹?m~6m，臥底的深度加上開采煤層的厚度為1.8m~2.6m；在第三條帶開掘的同時與第三條帶并行開采第四條帶，且第四條帶只開采煤層不進行臥底，第四條帶的開采寬度為4m~8m，第四條帶開采出的煤炭通過已經(jīng)臥底過的第三條帶運輸至運輸上山，經(jīng)礦井的提升系統(tǒng)運送至地面；第三條帶開掘時臥底產(chǎn)生的矸石，一部分矸石用編織袋或蛇皮袋裝滿，將裝滿矸石的編織袋或蛇皮袋碼放在第四條帶和第三條帶相鄰的下部空間里，碼放的寬度為0.5m~1m，由這些碼放的裝滿矸石的編織袋或蛇皮袋形成第四條帶的矸石袋壘砌墻體；第三條帶臥底產(chǎn)生的剩余矸石用人工或者機械的方式充填進第二條帶中部和上部的矸石充填區(qū)內(nèi)，且第二條帶中部和上部充填的矸石與煤層頂板充分接頂，形成第二條帶的矸石充填墻體，第二條帶的矸石充填墻體和第二條帶的矸石袋壘砌墻體共同形成第二條帶的承壓墻體，支承第二條帶上方的煤層頂板。

第五步：在第三條帶和第四條帶掘采的過程中，為了保障各個條帶的通風，分別在第一條帶和第三條帶內(nèi)靠近運輸上山的一側(cè)設置條帶風門。

第六步：待第三條帶和第四條帶掘采10m~30m距離以后，用相同的方法掘采第五條帶、第六條帶……第n條帶，并且在奇數(shù)條帶內(nèi)設置條帶風門，直至將整個設計區(qū)段的煤層全部采完，這里n取自然數(shù)。

在第一步操作過程中所述軌道上山和運輸上山之間的距離為15m～30m。

分別對第二條帶的矸石充填墻體、第四條帶的矸石充填墻體……第n條帶的矸石充填墻體的的外墻體面用木樁加荊芭或木樁加金屬網(wǎng)或木樁加塑料網(wǎng)進行加固，形成加固隔離墻體，這里n取偶數(shù)。

對木樁加荊芭或木樁加金屬網(wǎng)或木樁加塑料網(wǎng)形成的加固隔離墻體外表面進行噴漿密封。

在第五步操作過程中所述的條帶風門為單向風門或雙向風門。

所述對承壓墻體與運輸上山接觸面的外表面進行噴漿密封。

對由裝滿矸石的編織袋或蛇皮袋形成的第二條帶的矸石袋壘砌墻體、第四條帶的矸石袋壘砌墻體……第n條帶的矸石袋壘砌墻體的外表面進行噴漿密封，這里n取偶數(shù)。

本發(fā)明的有益效果：由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過間隔條帶臥底矸石充填技術(shù)，將臥底開采條帶的臥底矸石直接充填到煤層開采條帶的回采空間里，從而實現(xiàn)井下矸石的零排放；在本技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的實用性。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

（1）工藝簡單、方便施工，工人易掌握；

（2）以運輸、工作條帶的臥底矸石作為采煤條帶的空間充填材料，既拓展了運輸、工作條帶的高度空間，又減少了臥底矸石的運輸環(huán)節(jié)，提高了工作效率，實現(xiàn)了向外矸石的零排放，提高了礦井開采的綜合效益；

（3）由于開采過程中無殘留煤柱，提高了資源回收率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的a-a剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步詳細描述。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供了一種堅硬頂板條件下的簿煤層走向條帶充填開采方法，包括以下施工步驟：

第一步：在煤層厚度為1m的薄煤層設計區(qū)段1邊界的一側(cè)開設軌道上山2和運輸上山3，在與其相對一側(cè)的設計區(qū)段1的邊界開設回風上山4，在設計區(qū)段1的下部邊界開設總回風巷5，總回風巷5分別與運輸上山3和回風上山4相連通。

第二步：從設計區(qū)段1下部邊界的總回風巷5向設計區(qū)段1的上部邊界沿煤層的走向方向開掘第一條帶6，且對第一條帶6進行臥底，第一條帶6的開掘?qū)挾葹?m，第一條帶6的臥底深度為1m。

第三步：在第一條帶6開掘的同時與第一條帶6并行開采第二條帶7，且第二條帶7只開采煤層不進行臥底，第二條帶7的開采寬度為5m，第二條帶7開采出的煤炭通過已經(jīng)臥底過的第一條帶6運輸至運輸上山3，經(jīng)礦井的提升系統(tǒng)運送至地面；第一條帶6開掘時臥底掘出的矸石，一部分矸石用編織袋裝滿，將裝滿矸石的編織袋碼放在第二條帶7與第一條帶6相鄰的下部空間里，碼放的寬度為0.7m；由這些碼放的裝滿矸石的編織袋形成第二條帶的矸石袋壘砌墻體8，第二條帶的矸石袋壘砌墻體8與煤層頂板9接頂，第一條帶6臥底產(chǎn)生的剩余矸石用人工或者機械的方式充填進設計區(qū)段1下部邊界的總回風巷5內(nèi)。

第四步：待第一條帶6和第二條帶7掘采20m距離以后，與第二條帶7并排開掘第三條帶10，且對第三條帶10進行臥底，第三條帶10的開掘?qū)挾葹?m，第三條帶10的臥底深度為1m；在第三條帶10開掘的同時與第三條帶10并行開采第四條帶11，且第四條帶11只開采煤層不進行臥底，第四條帶11的開采寬度為5m，第四條帶11開采出的煤炭通過已經(jīng)臥底過的第三條帶10運輸至運輸上山3，經(jīng)礦井的提升系統(tǒng)運送至地面，第三條帶10開掘時臥底產(chǎn)生的矸石，一部分矸石用編織袋裝滿，將裝滿矸石的編織袋碼放在第四條帶11和第三條帶10相鄰的下部空間里，碼放的寬度為0.7m，由這些碼放的裝滿矸石的編織袋形成第四條帶的矸石袋壘砌墻體12，第三條帶10臥底產(chǎn)生的剩余矸石用人工或者機械的方式充填進第二條帶7的中部和上部矸石充填區(qū)內(nèi)，且第二條帶7的中部和上部充填的矸石與煤層頂板9充分接頂，形成第二條帶的矸石充填墻體13，第二條帶的矸石充填墻體13和第二條帶的矸石袋壘砌墻體8共同形成第二條帶7的承壓墻體，支承第二條帶7上方的煤層頂板9。

第五步：在第三條帶10和第四條帶11掘采的過程中，為了保障各個條帶的通風，分別在第一條帶6和第三條帶10內(nèi)靠近運輸上山3的一側(cè)設置條帶風門14，在后續(xù)掘采的所有奇數(shù)條帶內(nèi)靠近運輸上山3的一側(cè)均設置條帶風門14。

第六步：待第三條帶10和第四條帶11掘采20m距離以后，用相同的方法掘進第五條帶15、第六條帶16……第n條帶，直至將整個設計區(qū)段1的煤層全部采完，這里n取自然數(shù)。

在第一步操作過程中所述軌道上山2和運輸上山3之間的距離為20m。

分別對第二條帶的矸石充填墻體13、第四條帶的矸石充填墻體……第n條帶的矸石充填墻體的的外墻體面用木樁加荊芭或木樁加金屬網(wǎng)或木樁加塑料網(wǎng)進行加固，形成加固隔離墻體，這里n取偶數(shù)。

對木樁加金屬網(wǎng)形成的加固隔離墻體外表面進行噴漿密封，防止加固隔離墻體漏風。

所述條帶風門14為單向風門或雙向風門。

所述對承壓墻體與運輸上山3接觸面的外表面進行噴漿密封。

對由裝滿矸石的編織袋形成的第二條帶的矸石袋壘砌墻體8、第四條帶的矸石袋壘砌墻體12……第n條帶的矸石袋壘砌墻體的墻體段外表面進行噴漿密封，這里n取偶數(shù)。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及等同物界定。