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      一種層狀近水平礦床條區(qū)間三角礦量露天開(kāi)采方法

      文檔序號(hào):5396056閱讀:385來(lái)源:國(guó)知局
      一種層狀近水平礦床條區(qū)間三角礦量露天開(kāi)采方法
      【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種層狀近水平礦床條區(qū)間三角礦量露天開(kāi)采方法,首先將礦床分為若干個(gè)平行的采掘條區(qū),相鄰兩個(gè)條區(qū)的橫斷面部分重疊,重疊區(qū)域的邊幫相交于覆蓋層與煤層的分界線(xiàn)上,交點(diǎn)以下為相鄰兩個(gè)條區(qū)之間形成的“三角區(qū)”;然后逐一開(kāi)采各個(gè)采掘條區(qū),在開(kāi)采任一條區(qū)時(shí),同步開(kāi)采其與下一條區(qū)之間的“三角區(qū)”,并配合倒堆內(nèi)排的方式覆蓋開(kāi)采到界后的暴露面;周而復(fù)始,直至開(kāi)采完所有采掘條區(qū)。此法有效降低了條區(qū)間重復(fù)剝離量和礦山平均剝采比,并提前回收相鄰條區(qū)所壓的三角礦量收,不但降低了開(kāi)采成本,而且提高了礦山總體經(jīng)濟(jì)效益。
      【專(zhuān)利說(shuō)明】一種層狀近水平礦床條區(qū)間三角礦量露天開(kāi)采方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001 ] 本發(fā)明涉及一種露天煤礦的開(kāi)采方法,尤其適用于層狀近水平礦床條區(qū)間的三角礦量的露天開(kāi)米。
      【背景技術(shù)】
      [0002]露天開(kāi)采在我國(guó)礦山工程中占有很重要的地位,它具有生產(chǎn)規(guī)模大、機(jī)械化程度高、開(kāi)采損失低、貧化低、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、安全及勞動(dòng)條件好等突出的優(yōu)越性。自1980年代以來(lái),我國(guó)開(kāi)發(fā)的大型露天煤田絕大多數(shù)為近水平賦存礦床,多采用分區(qū)開(kāi)采、倒堆內(nèi)排的開(kāi)采方法。由于露天礦較寬,可以先劃分成許多縱長(zhǎng)采掘條區(qū),便于采用較經(jīng)濟(jì)的倒堆開(kāi)采工藝將第一條區(qū)的剝離物就近沿露天礦邊界外側(cè)堆放,以后各條區(qū)的剝離物均可實(shí)現(xiàn)內(nèi)排,覆蓋物剝離以后便露出煤層,與剝離工作面相隔一定距離,隨后即可布置采礦工作面進(jìn)行采礦。此外,實(shí)際開(kāi)采時(shí)還應(yīng)考慮剝采比,即露天開(kāi)采境界內(nèi)剝離巖土量與采出礦石量的比例,這是露天開(kāi)采的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一,無(wú)論圈定露天開(kāi)采境界、確定露天礦生產(chǎn)能力、確定露天礦工程發(fā)展程序都要考慮這一問(wèn)題,以達(dá)到技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)合理。
      [0003]圖1所示為利用現(xiàn)有方法開(kāi)采的露天礦相鄰兩個(gè)條區(qū)的橫斷面圖,第一條區(qū)橫斷面為ADGH,第二條區(qū)橫斷面為BEFG,端幫邊坡角記為a。礦床開(kāi)采的第一條區(qū)可邊采邊內(nèi)排,則第一條區(qū)開(kāi)采完的界面將被逐步填埋,待其開(kāi)采完畢后,后續(xù)的第二條區(qū)在開(kāi)采時(shí),其與第一條區(qū)重復(fù)的界限內(nèi)將重新開(kāi)采再填埋,這樣就會(huì)引起開(kāi)采范圍內(nèi)條區(qū)間的剝離物的重復(fù)剝離,BDG三角區(qū)即為二次重復(fù)剝離量,致使礦山平均剝采比增加,總體經(jīng)濟(jì)效益下降。因此,研究降低條區(qū)間開(kāi)采引起的剝采比增加的情況,即合理處置條區(qū)間重復(fù)剝離物的數(shù)量就顯得十分重要。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]針對(duì)上述現(xiàn)存的技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供一種層狀近水平礦床條區(qū)間三角礦量露天開(kāi)采方法,一方面通過(guò)對(duì)采掘條區(qū)的重新劃分達(dá)到合理處置條區(qū)間的重復(fù)剝離量的目的;另一方面通過(guò)調(diào)整礦量的開(kāi)采順序達(dá)到提高總體經(jīng)濟(jì)效益的目的。
      [0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種層狀近水平礦床條區(qū)間三角礦量露天開(kāi)采方法,具體步驟如下:
      A.在露天開(kāi)采層狀近水平礦床的過(guò)程中,首先將礦床按走向劃分為若干個(gè)采掘條區(qū)。通常采用的條區(qū)規(guī)劃中,相鄰兩個(gè)條區(qū)邊幫的交點(diǎn)位于煤層的底部,在開(kāi)采后一條區(qū)時(shí),因前一條區(qū)剝離物內(nèi)排而造成前鄰兩個(gè)條區(qū)間部分剝離物重復(fù)剝離。為了降低重復(fù)剝離量,將后一條區(qū)向前一條區(qū)的外側(cè)平行移動(dòng)一定的距離,使得相鄰兩個(gè)條區(qū)的橫斷面部分重疊,重疊區(qū)域的邊幫相交于覆蓋層與煤層的分界線(xiàn)上,交點(diǎn)以下為相鄰兩個(gè)條區(qū)之間形成的“三角區(qū)”。
      [0006]B.從礦床的一側(cè)開(kāi)始,逐一開(kāi)采各個(gè)采掘條區(qū),在開(kāi)采任一條區(qū)時(shí),同步開(kāi)采其與下一條區(qū)之間的“三角區(qū)”,并配合倒堆內(nèi)排的方式覆蓋開(kāi)采到界后的暴露面;周而復(fù)始,直至開(kāi)采完所有采掘條區(qū)。
      [0007]進(jìn)一步的,“三角區(qū)”礦量采用螺旋鉆開(kāi)采法,且此開(kāi)采方法已是成熟技術(shù),可行性較聞。
      [0008]綜上,本發(fā)明旨在前一條區(qū)過(guò)渡到后續(xù)條區(qū)以留三角煤拉溝開(kāi)采為佳,相比于前后條區(qū)的常規(guī)劃分及開(kāi)采方法,所具有的優(yōu)點(diǎn)是:
      一、重新劃分前后條區(qū),將后一條區(qū)開(kāi)采斷面向前一條區(qū)的外側(cè)平移了一定距離,有效的降低了重復(fù)剝離量和礦山平均剝采比,減少了大量的采剝工作量,降低了開(kāi)采的巨額成本,提高了礦山總體經(jīng)濟(jì)效益。
      [0009]二、前后條區(qū)之間因重新劃界而形成了“三角區(qū)”,且在前一條區(qū)開(kāi)采時(shí)提前回收其與后一條區(qū)所壓的三角礦量,有助于提高資源回收率,提高了礦山前期經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)增加早期經(jīng)濟(jì)收益十年以上。
      【專(zhuān)利附圖】

      【附圖說(shuō)明】
      [0010]圖1為采用露天礦條區(qū)常規(guī)劃分方法的相鄰兩個(gè)條區(qū)橫斷面的示意圖;
      圖2為采用本發(fā)明條區(qū)劃分方法的相鄰兩個(gè)條區(qū)橫斷面的實(shí)施例圖;
      圖3為二角礦量開(kāi)米時(shí)的縱向斷面不意圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
      [0012]在露天開(kāi)采層狀近水平礦床的過(guò)程中,首先將礦床按走向劃分為若干個(gè)平行的采掘條區(qū),前一條區(qū)正常作業(yè)時(shí)先挖開(kāi)、再回填,后續(xù)條區(qū)再挖開(kāi)、再回填。如圖1所示,后續(xù)條區(qū)在開(kāi)采時(shí)與前一條區(qū)在橫斷面上部分重疊,重疊區(qū)域即為二次重復(fù)剝離量。為降低重復(fù)剝離量和礦山平均剝采比,提高礦山總體經(jīng)濟(jì)效益,可采取降低二次重復(fù)剝離量的方式,即設(shè)計(jì)前后相鄰兩個(gè)條區(qū)的重疊區(qū)域的邊幫相交于覆蓋層與煤層的分界線(xiàn)上,交點(diǎn)以下為前后條區(qū)之間所壓“三角區(qū)”礦量。
      [0013]如圖2所示,本實(shí)施例中,第一條區(qū)橫斷面為ADGH,第二條區(qū)原先的開(kāi)采橫斷面BEFG向遠(yuǎn)離橫斷面ADGH的方向平移,即向右側(cè)平移至虛線(xiàn)斷面befg,此時(shí)重疊區(qū)域中分屬于前后兩個(gè)條區(qū)的邊幫DG與bg相交成”X形”,且交點(diǎn)位于覆蓋層與煤層的分界線(xiàn)上。若第二條區(qū)橫斷面采用原先的BEFG方案,則二次重復(fù)剝離量為BDG三角區(qū);若第二條區(qū)橫斷面根據(jù)本發(fā)明采用befg虛線(xiàn)斷面,則二次重復(fù)剝離量為bdD三角區(qū)??梢?jiàn),bdD三角區(qū)的面積明顯小于BDG三角區(qū)的面積,那么重復(fù)剝離量和礦山平均剝采比能夠得到有效的降低。
      [0014]另外,按上述方案重新劃分條區(qū)后,前后相鄰兩個(gè)條區(qū)之前形成的“三角區(qū)”內(nèi)就積壓了一塊Gdg三角區(qū)礦量。假設(shè):覆蓋層厚度為100m,煤層厚度為20m,端幫邊坡角a為32°,條區(qū)底部工作線(xiàn)長(zhǎng)度1500m,即HG=GF=gf=1500m,則Gdg三角區(qū)面積為640 m2 ;若礦山年推進(jìn)速度為300m,則Gdg三角區(qū)礦量為26.88萬(wàn)噸。可見(jiàn),如若不開(kāi)采相鄰條區(qū)所壓的三角區(qū)的煤,將會(huì)造成不小的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。
      [0015]然而,這塊“三角區(qū)”礦量是否能夠經(jīng)濟(jì)地采出,取決于BbgG的剝采比(剝離巖土量與采出礦石量的比例)是否超過(guò)經(jīng)濟(jì)合理剝采比(經(jīng)濟(jì)上允許的最大剝采比)。如果BbgG區(qū)的剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比,則可以采用常規(guī)方法通過(guò)開(kāi)采BbgG區(qū)經(jīng)濟(jì)地采出OTg三角區(qū)的煤;如果BbgG區(qū)的剝采比大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比,則Gdg三角區(qū)的煤就無(wú)法用常規(guī)方法經(jīng)濟(jì)地采出。
      [0016]無(wú)論上述哪種情況,如圖2所示,在逐一開(kāi)采各個(gè)采掘條區(qū)時(shí),可以將任一條區(qū)的礦量和其與下一條區(qū)所壓的“三角區(qū)”礦量同步開(kāi)采,即Gdg三角區(qū)礦量的開(kāi)采時(shí)間與第一條區(qū)開(kāi)采時(shí)間同步進(jìn)行。同時(shí),配合倒堆內(nèi)排的方式覆蓋開(kāi)采到界后的端幫暴露面,周而復(fù)始,直至完成所有采掘條區(qū)礦量的開(kāi)采。
      [0017]進(jìn)一步實(shí)施時(shí),如圖3所示,“三角區(qū)”礦量采用技術(shù)成熟的螺旋鉆開(kāi)采法,此法對(duì)露天采煤很適用,通過(guò)直徑幾米的螺旋鉆自邊幫鉆進(jìn)煤層來(lái)獲取“三角區(qū)”附加的煤,極大的實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約。“三角區(qū)”礦量也可以采用頂幫開(kāi)采系統(tǒng)開(kāi)采,同樣可行性高。
      [0018]綜合考慮上述實(shí)施例:一方面,如圖2所示,本發(fā)明省去了對(duì)BbgG區(qū)的開(kāi)采,降低的重復(fù)剝離量BbgG占原重復(fù)剝離量BDG的比例達(dá)11.33%,若BbgG區(qū)的面積為7040 m2,礦山條區(qū)年推進(jìn)速度為300m,則降低的重復(fù)剝離量為211.2萬(wàn)m3/a。同理,若礦山條區(qū)內(nèi)每推進(jìn)Ikm的距離,降低的重復(fù)剝離量就可達(dá)2304.48萬(wàn)m3,假設(shè)每立方米的剝離費(fèi)用為20元,那么可節(jié)約成本4.6億元。
      [0019]另一方面,相鄰兩個(gè)條區(qū)間所壓的“三角區(qū)”礦量可以在前一條區(qū)開(kāi)采時(shí)提前回收,提高了礦山前期經(jīng)濟(jì)效益。若每年按礦山條區(qū)年推進(jìn)速度300m計(jì)算,回收率按50%計(jì)算,每條三角區(qū)可回收煤達(dá)14萬(wàn)噸/a,假設(shè)噸煤售價(jià)為100元,可增加年收入1400萬(wàn)元,而正常開(kāi)采情況下,這部分礦量至少應(yīng)該在15-20年之后才能采出,即使按照單利5%計(jì)算,年利息也可達(dá)70萬(wàn)元,大大提高了礦山總體的經(jīng)濟(jì)效益。
      【權(quán)利要求】
      1.一種層狀近水平礦床條區(qū)間三角礦量露天開(kāi)采方法,其特征在于,具體步驟如下: A.在露天開(kāi)采層狀近水平礦床的過(guò)程中,將礦床按走向劃分為若干個(gè)平行的采掘條區(qū),相鄰兩個(gè)條區(qū)的橫斷面部分重疊,重疊區(qū)域的邊幫相交于覆蓋層與煤層的分界線(xiàn)上,交點(diǎn)以下為相鄰兩個(gè)條區(qū)之間形成的“三角區(qū)”; B.從礦床的一側(cè)開(kāi)始,逐一開(kāi)采各個(gè)采掘條區(qū),在開(kāi)采任一條區(qū)時(shí),同步開(kāi)采其與下一條區(qū)之間的“三角區(qū)”,并配合倒堆內(nèi)排的方式覆蓋開(kāi)采到界后的暴露面;周而復(fù)始,直至開(kāi)采完所有采掘條區(qū)。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層狀近水平礦床條區(qū)間三角礦量露天開(kāi)采方法,其特征在于,所述的“三角區(qū)”礦量采用螺旋鉆開(kāi)采法。
      【文檔編號(hào)】E21C41/28GK103726850SQ201310466418
      【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
      【發(fā)明者】姬長(zhǎng)生 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
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