[發明專利]一種礦山采選卸抽充綠色開采設計方法

在審

• 申請號: 201811157764.6
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109403974A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 張強;張吉雄;齊文躍;曹鑫;周楠;武中亞
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開了一種礦山采選卸抽充綠色開采設計方法，首先通過開采全巖上保護層增加與被保護層的層間裂隙，實現被保護層瓦斯卸壓；同時將保護層開采產生的高含矸率原煤運輸至井下煤矸洗選系統，洗選好的矸石儲存至矸石倉；然后在保護層、被保護層中布置瓦斯抽放系統，實現低透氣高瓦斯煤層的安全高效共采；最后將儲存于矸石倉中的矸石運輸至被保護層超長混采工作面來充填采空區。該方法有效解決了高瓦斯低滲透性煤層的瓦斯防治難題，防止矸石地面排放對環境污染與破壞，提高了礦井資源采出率及煤系伴生資源的回收率，拓寬了保護層開技術與固體充填采煤方法應用范圍，可為具有該條件礦井開采提供了重要的技術借鑒。

技術領域

本發明涉及一種礦山采選卸抽充綠色開采設計方法，尤其適用于掘進工作面出矸量大或者采煤工作面含矸率較高，同時高瓦斯低滲透性煤層需卸壓抽采瓦斯的礦井，屬于煤礦開采技術領域。

背景技術

隨著我國煤炭生產規模的日益擴大，礦井開采水平不斷延伸，高瓦斯低透氣性煤層的比例逐步擴大，我國95％以上的高瓦斯礦井所開采的煤層屬于低透氣性煤層，透氣性系數只有10^-3～10^-4mD，即0.04～0.004m²/(MPa²·d)，透氣性系數均小于0.1m²/(MPa²·d)，絕大部分礦井煤層均屬難以抽采煤層，對于不具備開采保護層條件的煤層，如何解決新形勢下的卸壓增透問題，提高礦井瓦斯抽采率，實現煤與瓦斯高效安全共采，已成為煤礦安全生產的難題。目前，開采高瓦斯低滲透煤層的常用方法是先采保護層進行瓦斯卸壓抽采，再采被保護層，該方法的局限性在于：一是要求保護層與被保護層的層位相對合理；二是保護層多為煤層或者薄夾矸煤層，若實際高瓦斯低滲透煤層與上下煤層間距較大，或者間距合理，但保護層為厚夾矸亦或全巖層，則不具備傳統意義上保護層開采條件，此時高瓦斯低滲透煤層開采需要解決的難題是如何設計或選取保護層。若選擇厚夾矸亦或全巖層為保護層，則需進一步解決少煤多矸煤流矸石的井下分選與矸石處理問題。

發明內容

為了克服現有技術存在的各種不足，本發明提供一種礦山采選卸抽充綠色開采設計方法，提高煤炭及伴生資源的回收率，有效處理井下矸石，降低矸石地面排放造對礦區環境污染與破壞，增加了礦井服務年限，拓寬了保護層開采技術與固體充填采煤方法應用范圍。

為了解決上述問題，本發明一種礦山采選卸抽充綠色開采設計方法，其特征在于，設計流程如下：

第一步、通過分析近全巖保護層煤層厚度及層位間距分布特征，在保護層布置綜采工作面實現近全巖保護層開采；在保護層開采的采動影響下，增加保護層與被保護層之間的層間裂隙，使得煤層附著的瓦斯變成了游離狀態的瓦斯，增加了瓦斯的透氣性系數，實現被保護層的瓦斯卸壓。

第二步、保護層開采產生的高含矸率原煤經運輸斜巷轉運至轉載輸送機，并由轉載輸送機運輸至井下煤矸洗選系統，經煤矸洗選系統分選出的矸石儲存至矸石倉；

第三步、在保護層與被保護層中分別布置瓦斯抽放系統，通過順層鉆孔與穿層鉆孔進行瓦斯抽放；

第四步，在進行瓦斯抽采的同時將儲存于矸石倉中的矸石同步運輸至下伏被保護層超長混采工作面，被保護層開采的同時對采空區進行固體充填。

進一步的，第一步中，近全巖保護層開采是采用爆破預裂與綜采破巖工藝相結合的方法。

進一步的，第二步中，煤矸洗選系統采用淺槽重介分選方法，工藝流程如下：