[發明專利]一種適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構及方法

在審

• 申請號: 202010156902.X
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111287748A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 謝和平;周宏偉;鞠楊;高峰;任世華;李存寶
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 吳志益;溫宏梅

本發明提供的一種適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構及方法，所述結構包括：采區；位于所述采區內的流態資源井下中轉站；由所述流態資源井下中轉站延伸至地面的流態資源豎向輸送管道；位于所述采區且延伸至所述采區邊界的水平大巷；位于所述水平大巷內且延伸至所述流態資源井下中轉站的流態資源水平輸送管線；以及位于所述采區內的迴行開采路線。本發明中的流態化迴行開采結構在進行深部煤炭資源開采時只需布設一個水平大巷和一個流態資源井下中轉站，不需要建設用于煤炭提升、運輸的井巷，減少了用于動力供應和設備供應的井巷數量，降低了井巷的建設與維護成本。采區中基本不會留下殘余煤柱，采出率較高。

技術領域

本發明涉及礦產開采技術領域，具體涉及一種適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構及方法。

背景技術

為了克服傳統煤炭開采方式存在極限深度的難題，解決深部煤炭資源開采過程中的安全與環境問題，一批學者提出了深部煤炭資源原位流態化開采的方法。所謂流態化開采，是指將深部固體礦產資源原位轉化為氣態、液態或氣固液混態等流態資源，在井下實現無人智能化的采選充、熱電氣等轉化的開采技術體系。為了實現該技術構想，這些學者提出采用盾構式采選充電氣熱一體化的流態化開采設備進行深部固體煤炭資源的流態化開采。流態化開采設備不同于傳統的采煤機械，它能夠直接在煤礦井下完成采煤、洗選、煤炭流態轉化以及采空區充填等一系列過程。

然而，傳統采煤方法為了運輸和提升煤炭、動力供應、設備供應等需要，開掘多個井筒、大量巷道和流態資源井下中轉站。這種開采方法不僅巷道掘進量大、井巷建設與維護成本高、留設煤柱多、采出率低，不適用于深部煤炭資源的流態化開采。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構及方法，旨在解決傳統采煤方法巷道掘進量大、井巷建設與維護成本高、留設煤柱多、采出率低，不適用于深部煤炭資源的流態化開采等問題。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構，其中，所述結構包括：采區；位于所述采區內的流態資源井下中轉站；由所述流態資源井下中轉站延伸至地面的流態資源豎向輸送管道；位于所述采區且延伸至所述采區邊界的水平大巷；位于所述水平大巷內且延伸至所述流態資源井下中轉站的流態資源水平輸送管線；以及位于所述采區內的迴行開采路線。

所述的適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構，其中，所述結構還包括：井底位于所述采區中央的中央立井。

所述的適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構，其中，所述水平大巷位于所述中央立井的井底煤層中，且沿著所述中央立井的井底延伸至所述采區邊界。

所述的適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構，其中，所述流態資源豎向輸送管道位于所述中央立井內。

所述的適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構，其中，所述流態資源井下中轉站位于所述中央立井的井底預設范圍內。

所述的適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構，其中，所述迴行開采路線包括：位于所述采區邊界的第一迴行開采路線；與所述第一迴行開采路線相鄰的第二迴行開采路線；與所述第二迴行開采路線相鄰的第三迴行開采路線。

所述的適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構，其中，所述水平大巷與所述中央立井在空間上垂直。

一種所述的適用于深部煤炭資源的流態化迴行開采結構的開采方法，其中，包括步驟：

通過流態化開采設備在采區內開拓流態資源井下中轉站和水平大巷；