[发明专利]有助于近水平露天煤矿采场通风的内排土场留沟排弃方法

说明书

本发明公开一种有助于近水平露天煤矿采场通风的内排土场留沟排弃方法，近水平露天煤矿开采依次剥离表土、岩石，煤炭，形成表土，岩石，采煤台阶；水平降段到煤底板后停止降段，当坑底距离超出安全距离后将剥离物开始内排；留设一条贯通内排土场的内排土场沟道，将内排土场分成南、北两个内排土场；工作帮分界线北侧剥离物通过北端帮运输平盘排弃到内排土场北侧，工作帮分界线南侧剥离物通过南端帮运输平盘排弃到内排土场南侧；本发明通过内排土场中间留沟的方式改变露天煤矿采场及排土场三维空间结构，有利于采场内空气与大气环流进行循环，增大采场自然风流，降低矿坑采场内部粉尘污染，改善矿坑内部逆温现象，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及露天开采技术领域，具体为一种有助于近水平露天煤矿采场通风的内排土场留沟排弃方法。

背景技术

露天开采产尘作业环节众多，涉及穿孔、爆破、采装、运输、排弃等环节，均为高强度的机械扰动，采场粉尘污染严重。露天矿坑为上大下小的深凹地形结构，不利于采场空气与大气环境相互流通。露天矿采场内高浓度粉尘严重影响了工人的身体健康和正常作业，影响机械工人操作视线，加重机械设备损耗。

目前露天开采中所形成的采场、端帮、内排土场均为连续形态，导致矿坑深凹地形三维结构，矿坑内易出现逆温现象，采场内空气难以与大气环境相交换，导致采场内粉尘污染严重。矿坑内的空气流速慢，粉尘集聚，难以参与大气流通，容易停滞，在北方冬天尤其容易产生逆温现象，形成了局部小气候，不能参与大气环流进行气体交换，或者说比例很小。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种有助于近水平露天煤矿采场通风的内排土场留沟排弃方法，通过调整露天煤矿的排土位置和内排土场的空间结构，以此来增大露天煤矿采场内部的通风面积，让内排土场分离，打破封闭的倒梯形矿坑空间结构，从而提高大气环流与矿坑气流的交换，增大采场自然风流，彻底改变矿坑内气流运移，降低粉尘污染。

为实现上述目的，本发明有助于近水平露天煤矿采场通风的内排土场留沟排弃方法，步骤如下：

S1首先在近水平露天煤矿工作帮露头位置沿煤层倾向进行掘沟，掘沟过程中由外向内依次形成表土台阶和岩石台阶，并对裸露出的煤层进行开采，并在开采中构建出采煤台阶，整个掘沟开采过程中剥离掉的表土和岩石运输到外排土场排土；

S2当开采至最下部水平降段直至煤底板后停止开采降段，重复上述工作步骤在下一个工作面布置表土台阶的岩石台阶继续进行开采工作；当坑底采场到内排土场之间预留足够安全距离后，将开采剥离物内排到安全距离之外的煤底板上形成内排土场；

S3内排过程中在内排土场中间留设一条贯通内排土场的内排土场沟道，排土场沟道最低水平在煤底板并将内排土场分割为南内排土场和北内排土场，从而提高矿坑内的空气与大气环流的交换，增大采场自然风流，降低粉尘污染。

所述设置在煤底板上的内排土场沟道宽度为5-10m；由于留设排土平盘宽度和排土台阶自然安息角，在最低水平留设内排土场沟道之后排弃过程中形成上宽下窄的空间结构。

利用内排土场沟道在工作帮上的延长线作为工作帮分界线，开采过程中工作帮分界线北侧的剥离物通过北端帮运输平盘排弃到北内排土场，工作帮分界线南侧的剥离物通过南端帮运输平盘排弃到南内排土场。

运输排弃到安全距离之外的煤底板的具体步骤包括：先排弃的剥离物堆放后形成下部排土台阶，排土台阶的坡面角为排弃物的自然安息角，自然安息角在30-38°之间，当排土台阶宽度超过最小排土工作平盘宽度80m后，利用剥离物被运输排弃形成上一个排土台阶，循环反复，逐渐形成整个内排土场，最终排弃高度根据矿坑每年的剥采比及采排计划确定。

所述内排土场均为连续工作线，内排土场的帮坡角为15-20°，两侧端帮的帮坡角根据本地地质条件设为20-40°，采场的帮坡角为9-12°，最终的内排土场上大下小的倒梯形空间结构。