本發(fā)明涉及一種露天礦建設(shè)和開采方法，具體涉及一種巨厚傾斜煤層分區(qū)開采方法。

背景技術(shù)：

1、煤層傾角對(duì)露天礦開采程序、剝離物內(nèi)排的影響顯著。根據(jù)國內(nèi)傾斜煤層的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，初期都采用走向拉溝、傾向推進(jìn)的開采程序，具有基建工程量小、建設(shè)速度快的顯著優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在內(nèi)排土場(chǎng)建設(shè)困難、外排土場(chǎng)占地面積大等問題，顯著影響了資源開發(fā)的長期效益和生態(tài)擾動(dòng)范圍。我國西北地區(qū)分布著大量的巨厚傾斜煤層，埋藏淺、平均剝采比小、開發(fā)效益顯著，隨著國家煤炭開發(fā)重心西移，該類資源的高效開發(fā)對(duì)于保障國家能源安全和提升煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。但是巨厚傾斜煤層仍然采用傳統(tǒng)的縱采開采程序，內(nèi)排土場(chǎng)建設(shè)和穩(wěn)定性保障更加困難，跟露天礦生產(chǎn)造成了巨大影響：一是露天礦生產(chǎn)前期剝離物大量外排，外排土場(chǎng)占用大量土地；二是深部開采時(shí)剝采比大、剝離物外排提升高程大，導(dǎo)致資源開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益差，沿傾向分區(qū)或分期開采時(shí)深部還要對(duì)前期內(nèi)排的物料進(jìn)行二次剝離，進(jìn)一步惡化了資源開發(fā)效果；三是露天礦開采后期內(nèi)排量不足，資源開發(fā)結(jié)束后遺留下巨大采坑，生態(tài)修復(fù)和再利用難度大，還給礦區(qū)帶來了地質(zhì)災(zāi)害隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種巨厚傾斜煤層分區(qū)開采方法，在剝采比均衡的同時(shí)實(shí)現(xiàn)露天礦內(nèi)排，提高礦山安全和開采效益。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種巨厚傾斜煤層分區(qū)開采方法，包括以下步驟：

3、s1：按生產(chǎn)剝采比等于經(jīng)濟(jì)合理剝采比n的原則圈定露天開采境界，并依據(jù)煤層的賦存條件依次確定傾向邊界和走向邊界，煤層傾向上境界剝采比為n的位置為深淺部邊界，剝采比大于n的區(qū)域?yàn)樯畈繀^(qū)，小于n的區(qū)域?yàn)闇\部區(qū)；

4、s2：在露天礦走向邊界上選擇初始位置，沿走向拉溝，形成第一工作線，沿傾向推進(jìn)第一工作線，形成開采一區(qū)；

5、s3：初始位置與傾向邊界距離較近的一側(cè)為走向短邊，較遠(yuǎn)的一側(cè)為走向長邊；在緊鄰走向短邊和走向長邊的露天礦境界外，就近分別建立短邊外排土場(chǎng)和長邊外排土場(chǎng)；

6、s4：開采一區(qū)推進(jìn)至深淺部邊界時(shí)，在保持原工作線及推進(jìn)方向的基礎(chǔ)上，分別在走向短邊一側(cè)和走向長邊一側(cè)建立第二工作線和第三工作線，同時(shí)向三個(gè)方向推進(jìn)，在淺部區(qū)的走向短邊一側(cè)形成開采二區(qū)，在淺部區(qū)的走向長邊一側(cè)形成開采三區(qū)；

7、s5：開采一區(qū)繼續(xù)向深部區(qū)推進(jìn)至深部境界后停止推進(jìn)，在深部區(qū)的走向短邊一側(cè)和深部區(qū)的走向長邊一側(cè)分別建立工作線，轉(zhuǎn)向開始開采深部區(qū)的煤層；

8、s6：在開采一區(qū)形成的坑底最終幫長度達(dá)到建設(shè)內(nèi)排土場(chǎng)工作線需要時(shí)，以開采一區(qū)深部邊界的中點(diǎn)位置為起點(diǎn)，分別以開采二區(qū)、開采三區(qū)的淺部邊界為終點(diǎn)，與煤層的底板呈一定偽斜角度，建設(shè)“八”字形內(nèi)排土場(chǎng)的排土工作線，偽斜角度的傾斜角度小于煤層底板傾角且不大于內(nèi)排土場(chǎng)穩(wěn)定幫坡角；

9、s7：開采二區(qū)的走向長度小、推進(jìn)速度大，因此會(huì)很快到達(dá)走向邊界，深部區(qū)在走向短邊剩余的采剝量稱為短邊煤柱，采用深部區(qū)沿走向和開采二區(qū)沿傾向雙向推進(jìn)加快回收，“八”字形內(nèi)排土場(chǎng)的工作線隨著煤層開采同步跟進(jìn)，并根據(jù)剝采排關(guān)系將短邊外排土場(chǎng)的物料逐步倒排至“八”字形內(nèi)排土場(chǎng)，避免最后遺留礦坑；

10、s8：在短邊外排土場(chǎng)回填完成后，走向短邊一側(cè)的所有工作線均關(guān)閉，此時(shí)只留下開采三區(qū)的淺部工作線和開采一區(qū)轉(zhuǎn)向后的深部工作線，且此時(shí)兩條工作線推進(jìn)方向已由露天礦建設(shè)初期的沿傾向推進(jìn)變?yōu)檠刈呦蛲七M(jìn)，實(shí)現(xiàn)了露天礦的縱采轉(zhuǎn)橫采。

11、進(jìn)一步的，所述步驟s2中的第一工作線長度應(yīng)滿足開采一區(qū)推進(jìn)至深淺部邊界處采煤工作線長度大于最小坑底寬度。

12、進(jìn)一步的，所述步驟s3中走向短邊長度不小于一倍的最短工作線長度，不小于露天礦坑底最小寬度，不大于0.5倍的卡車運(yùn)輸合理運(yùn)距。

13、進(jìn)一步的，所述步驟s8中開采三區(qū)的工作線和開采一區(qū)轉(zhuǎn)向后的深部工作線，兩者采用前后交錯(cuò)的關(guān)系向前推進(jìn)。

14、進(jìn)一步的，所述步驟s6中“八”字形內(nèi)排土場(chǎng)在建設(shè)之前先將煤層的底板進(jìn)行粗糙化處理，間隔2-3米劃0.5-1.0米深的溝，在溝內(nèi)鋪設(shè)具有強(qiáng)吸水物料加強(qiáng)排土場(chǎng)基底。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明建設(shè)初期僅開采煤層淺部區(qū)，剝采比小、生產(chǎn)成本低，可盡快回收投資，后續(xù)實(shí)現(xiàn)了露天礦整體縱采轉(zhuǎn)橫采，深部區(qū)和淺部區(qū)開采相結(jié)合，均衡了剝采比，有利于提高整體開發(fā)效益；露天礦開采前期形成三個(gè)同時(shí)作業(yè)的工作幫，可在較小的初始工作線長度條件下實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)，從而縮小初始工作線長度，降低了基建剝離量，縮短了建設(shè)工期；通過“八”字形內(nèi)排土場(chǎng)和縱采轉(zhuǎn)橫采，實(shí)現(xiàn)大傾角煤層開采后的剝離物內(nèi)排，大量減少了外排占地；外排土場(chǎng)先建立后又回填，實(shí)現(xiàn)了露天開采結(jié)束后無外排土場(chǎng)和遺留采坑最小化、開采過程中無內(nèi)排物料的二次剝離，剝離成本低；內(nèi)排土場(chǎng)與煤層底板偽斜建設(shè)，降低了排土工作線的視傾角，保證了內(nèi)排土場(chǎng)邊坡安全性，促進(jìn)了剝離物提前內(nèi)排；工作線根據(jù)煤層賦存條件錯(cuò)落布置，增加了內(nèi)排土場(chǎng)臺(tái)階容量，縮小了剝離物內(nèi)排運(yùn)距，內(nèi)排成本低。

技術(shù)特征：

1.一種巨厚傾斜煤層分區(qū)開采方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巨厚傾斜煤層分區(qū)開采方法，其特征在于：所述步驟s2中第一工作線(16)長度應(yīng)滿足開采一區(qū)(7)推進(jìn)至深淺部邊界(17)處采煤工作線長度大于最小坑底寬度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巨厚傾斜煤層分區(qū)開采方法，其特征在于：所述步驟s3中走向短邊(8)長度不小于一倍的最短工作線長度，不小于露天礦坑底最小寬度，不大于0.5倍的卡車運(yùn)輸合理運(yùn)距。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巨厚傾斜煤層分區(qū)開采方法，其特征在于：所述步驟s8中開采三區(qū)(13)的工作線和開采一區(qū)(7)轉(zhuǎn)向后的深部工作線，兩者采用前后交錯(cuò)的關(guān)系向前推進(jìn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巨厚傾斜煤層分區(qū)開采方法，其特征在于：所述步驟s6中“八”字形內(nèi)排土場(chǎng)(15)在建設(shè)之前先將煤層(6)的底板進(jìn)行粗糙化處理，間隔2-3米劃0.5-1.0米深的溝，在溝內(nèi)鋪設(shè)具有強(qiáng)吸水物料加強(qiáng)排土場(chǎng)基底。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明一種巨厚傾斜煤層分區(qū)開采方法，包括分區(qū)建設(shè)、“八”字形內(nèi)排、外排回填以及縱采轉(zhuǎn)橫采等步驟；本發(fā)明露天礦整體實(shí)現(xiàn)縱采轉(zhuǎn)橫采，建設(shè)初期僅開采淺部區(qū)的煤層，剝采比小，可盡快回收投資，后續(xù)深部區(qū)和淺部區(qū)開采相結(jié)合，均衡了剝采比；實(shí)現(xiàn)較大傾角煤層開采后的內(nèi)排，大量減少了外排占地，外排土場(chǎng)先建立后又回填，實(shí)現(xiàn)了露天開采結(jié)束后無外排土場(chǎng)、開采過程中無內(nèi)排物料的二次剝離，剝離成本??；內(nèi)排土場(chǎng)偽斜建設(shè)，保證了安全性；工作線錯(cuò)落布置，保持了與內(nèi)排土場(chǎng)的最近運(yùn)輸距離，內(nèi)排成本低。

技術(shù)研發(fā)人員：陳樹召,鹿獻(xiàn)杰,裴恩瑜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9