[发明专利]一种矿山采选充处开采方法

说明书

本发明公开了一种矿山采选充处开采方法，包括矸石少量化开采工作面矸石的主要来源及降矸措施；煤矸分选的系统布置、装备及分选工艺；充填协同垮落式煤炭高效回采的系统布置、装备及生产工艺；矸石充填前后环境影响的预处理及预控措施；矿山“采选充处”开采方法的设计原则及设计步骤。该方法不仅解决了矸石的长距离输送问题，降低了井下矸石提升费用，减轻了矿井辅助提升和地面洗煤厂压力，而且还可以有效处理煤矿矸石，减少煤矸石地表堆积面积，降低矿区生态环境的破坏，保护生态环境，同时矸石充填与煤炭高效回采工作面单产单效高，能满足现代化矿井对生产能力的要求，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种矿山开采设计方法，尤其涉及一种矿山采选充处开采方法，属于煤矿开采技术领域。

背景技术

随着矿井的大型化和煤矿开采技术的现代化，尤其是顶煤开采技术及大量薄煤层的开采技术的广泛应用，导致工作面煤层顶、底板夹杂大量矸石，从而造成混入原煤中矸石量增加。而传统煤矿开采作业中，开采出的原煤在井下不进行煤矸的分选处理，而是直接进入井底煤仓，由提升系统提升上井后再进行排矸作业，而排出的矸石还需设专门的堆放场地。由于原煤从井下运输至地面后才进行洗选加工，这样不仅造成矸石运输能耗浪费，而且选后矸石在堆放时易产生自燃，不仅占用大量的土地，而且严重污染生态环境，造成了矿区环境日益突出。且井下煤流系统中矸石运输及提升系统属于矿井的无效运输，这部分无效运输量会大大降低矿井的实际产能，提高设备成本。

发明内容

为了克服现有技术存在的各种不足，本发明提供一种矿山采选充处开采方法，以减轻矿井辅助提升和地面洗煤厂压力，同时可以有效处理煤矿矸石，减少煤矸石地表堆积面积，保护矿区生态环境，提高煤炭开采效率。

为了解决上述问题，本发明一种矿山采选充处开采方法，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，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；充填段与垮落段之间设置充填协同垮落式综采工作面的过渡段，布置过渡段回采工作面，并进行设备选型与配套。

具体的，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；