[發明專利]近距離煤層群井下采選充協同開采方法

在審

• 申請號: 201811128889.6
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109162714A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 張農;安衍培;謝正正
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F15/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發明涉及一種近距離煤層群井下采選充協同開采方法，適用于礦業工程領域。對近距離煤層群進行綜放開采，根據生產過程中的矸石產出量設計井下煤矸分選系統和充填工作面；開采過程中產出的矸石集中運輸至井下煤矸分選硐室，經過分選的矸石運送入充填工作面進行充填開采；充填工作面產生的矸石經過井下洗選后仍轉運回充填工作面進行回填。本方法在近距離煤層群煤矸一體化開采條件下實現矸石零排放，消除地面矸石山對環境帶來的不利影響，增加精煤提升率，解放主提升壓力，同時就近分選，擇處充填，大幅緩解傳統開采方法對地下巖體的損傷和擾動，預解決強動壓治理難題。

技術領域

本發明涉及一種近距離煤層群井下采選充協同開采方法，屬于礦業工程領域。

背景技術

我國《煤礦安全規程》中對近距離煤層的定義為：煤層群層間距離較小，開采時互相有較大影響的煤層。目前國內外對于近距離煤層群開采的方式有3種：逐層上下行開采、聯合開采、煤矸一體化開采。當煤層層間距較大時，使用合理的逐層上下行開采、聯合開采，可實現卸壓開采，降低上下煤層開采時的互相影響，為下一步開采創造有利條件，提高生產效率。當煤層層間距較小，特別是煤層間距很近時，使用逐層上下行開采、聯合開采的影響范圍會很大，后采煤層開采前頂底板的完整程度已受先采煤層開采損傷影響，從而使后采煤層開采與單一煤層開采相比出現了許多新的礦壓現象，在這種條件下煤礦往往放棄對較薄煤層的開采，造成資源的極大浪費。利用綜放開采實現煤矸一體化開采可以有效地避免分層開采帶來的復雜礦壓顯現影響，一次采全厚提高了原煤的采出率，減少了煤炭資源的浪費；但生產過程中產生大量矸石，影響煤質，增加主運輸及主井提升系統負擔。煤矸石提升至地面后堆放形成的矸石山埋壓或破壞了原地貌植被，煤矸石自燃過程中產生的粉塵和有毒物質、受到降雨噴淋形成含有重金屬元素的淋溶水等均會嚴重影響周圍動植物的生存環境。根據國家的總體規劃，新建煤礦不應再設立永久性地面矸石山，既有煤礦不得在地面長時間堆存煤矸石等固體廢棄物。目前缺少一種既實現近距離煤層群高效開采又避免矸石地面排放的開采方法。

發明內容

技術問題：針對上述技術的不足之處，提供一種步驟簡單，消除地面矸石山對環境帶來的不利影響，增加精煤提升率，解放主提升壓力，同時就近分選，擇處充填，大幅緩解傳統開采方法對地下巖體的損傷和擾動，預解決強動壓治理難題的近距離煤層群井下采選充協同開采方法。

技術方案：為實現上述技術目的，本發明的近距離煤層群井下采選充協同開采方法步驟為：

a.設計綜放工作面，根據采區年矸石產出量在適合的采區設計充填工作面，在充填工作面兩側分別設置區段運輸巷Ⅱ和區段回風巷；

b.根據采區年矸石產出量設計井下煤矸分選硐室大小及井下煤矸分選系統，所述井下煤矸分選系統包括與綜放工作面方向一致的區段運輸巷Ⅰ，區段運輸巷Ⅰ尾端通過采區運輸巷Ⅰ與井下煤矸分選硐室連接，井下煤矸分選硐室通過設置在其下方的矸石集中巷與區段回風巷相連接，井下煤矸分選硐室通過采區運輸巷Ⅱ與區段運輸巷Ⅱ相連接；

c.對綜放工作面進行開采，采煤機機采高度和放煤高度由近距離煤層群厚度與夾矸層厚度共同確定，開采過程中所產生煤矸利用區段運輸巷Ⅰ至采區運輸巷Ⅰ；

d.煤矸通過采區運輸巷Ⅰ進入井下煤矸分選硐室進行煤矸分選，所得矸石通過重力落入矸石集中巷，最終運送至區段回風巷；

e.對充填工作面使用運送至區段回風巷的煤矸進行充填開采，充填工作面推進速度由礦井對充填率的要求確定，充填工作面開采過程中產生的煤矸通過區段運輸巷Ⅱ輸送至采區運輸巷Ⅱ并最終進入井下分選硐室，重復步驟d；

f.重復步驟c、d、e，以此類推完成對整個采區的開采。

所述充填工作面的位置，應選擇在不具備進行近距離煤層群綜放煤矸一體化開采條件的采區內，或者煤層群間距較大，可對煤層群進行正常逐層上下行開采或者聯合開采的采區。