[发明专利]一种矿山采选充处开采方法

权利要求书

1.一种矿山采选充处开采方法，其特征在于，步骤如下：

第一步、根据煤层地质条件以及赋存特征，明确设计回采工作面矸石的主要来源；

第二步、根据设计回采工作面矸石的主要来源，选择相应的降低煤炭开采含矸率的措施，并布置矸石少量化开采工作面；

第三步、布置井下煤矸分选系统(2)，并进行煤矸分选系统设备选型，对矸石少量化开采工作面生产的原煤进行煤矸分选；

第四步、分选出的矸石由矸石输送皮带运送至井下矸石仓，再由井下矸石仓经矸石运输皮带运送至矸石充填与煤炭高效回采工作面，进行充填处理，即布置充填协同垮落式综采工作面；

第五步、依据煤矸分选系统分选出来的矸石量，设计充填协同垮落式综采工作面的充填段(4)长度，布置充填段回采工作面，并进行设备选型与配套；依据矿井生产能力的大小，设计充填协同垮落式综采工作面的垮落段(6)长度，布置垮落段回采工作面，并进行设备选型与配套；充填段(4)与垮落段(6)之间设置充填协同垮落式综采工作面的过渡段(5)，布置过渡段回采工作面，并进行设备选型与配套。

2.根据权利要求1所述的矿山“采选充处”的开采设计方法，其特征在于，第一步中所述的矸石的主要来源包括：综放开采放煤工艺中的矸石、煤层中的夹矸、工作面回采顶板冒落的矸石、采煤工作面因地质条件变化而采出的矸石；

针对不同矸石来源所采取的降低煤炭开采含矸率的措施如下：

a.对于综放开采放煤工艺中的矸石，首先通过探测顶煤厚度分布，掌握顶煤厚度变化，然后根据不同的顶煤厚度，通过改变放煤步距、放煤方式的途径来降低综放开采中的含矸率；

b.对于煤层中的夹矸，可通过分层开采的方式来降低含夹矸煤层的含矸率；

c.对于工作面回采顶板冒落的矸石，可通过及时支护、加大支护强度来降低回采顶板冒落的矸石；

d.对于综采工作面底板切割的矸石，可通过改变采煤机滚筒高度、对采煤机施以防倾倒措施，来减少工作面底板切割的矸石；

e.对于采煤工作面因地质条件变化而采出的矸石，首先探测分析地质条件变化的程度，然后通过采用绕行、工作面搬家、调整采煤装备参数的措施来降低含矸率。

3.根据权利要求1所述的矿山“采选充处”的开采设计方法，其特征在于：所述充填协同垮落式综采工作面是指在同一个工作面同时布置综合机械化固体充填采煤段与传统综合机械化采煤段，具体工艺如下：

a.采煤工艺：矸石充填与煤炭高效回采系统工作面设置三种不同类型的支架，其中充填段(4)布置的支架为充填采煤液压支架(7)，过渡段(5)布置的支架为带侧挡护板的充填采煤液压支架(8)，垮落段(6)布置的支架为传统综采液压支架(9)；上述三种支架设计移架步距相同，且共用一部采煤机(10)和刮板输送机(11)，开采处的煤炭经过带式输送机运输至煤矸分选系统进行分选；

b.充填工艺：井下洗选矸石从矸石仓依次通过给料机、运矸胶带输送机(15)、自移式转载机(14)运至充填段(4)的多孔底卸式输送机(12)上，按一定顺序打开矸石充填段后部悬挂多孔底卸式刮板输送机(12)上的卸料孔(13)自然落料至采空区。

4.根据权利要求1所述的矿山“采选充处”的开采设计方法，其特征在于：第五步中，充填协同垮落式综采工作面进行充填前，需要对矸石进行环境灾害评估，若会对地下环境造成污染，则需要对分选出的矸石进行预处理，以减少矸石的二次污染，具体措施包括：

a.矸石浸泡预处理：将分选出的矸石进行浸水预处理数天，使矸石表面重金属离子等反应趋于结束；

b.矸石微生物改性：采用培养微生物的方式，来抑制矸石表面的重金属反应与迁移，从而保护地下水环境及土壤不被二次污染。

5.根据权利要求1所述的矿山“采选充处”的开采设计方法，其特征在于：第五步中，充填协同垮落式综采工作面进行充填后，对采空区进行实时监控，若有重金属离子析出时，需要采取预控措施，具体包括：

a.底板铺设防渗层：采用致密物质铺设地板，来抑制重金属离子的渗漏；

b.底板注浆处理：对底板裂隙进行注浆处理，来抑制重金属离子的下渗。