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CN107120117B - 一种无损采矿方法 - Google Patents

一种无损采矿方法 Download PDF

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CN107120117B
CN107120117B CN201710520132.0A CN201710520132A CN107120117B CN 107120117 B CN107120117 B CN 107120117B CN 201710520132 A CN201710520132 A CN 201710520132A CN 107120117 B CN107120117 B CN 107120117B
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张培森
安羽枫
王文苗
魏杰
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    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
    • E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
    • E21C41/18—Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings

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  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无损采矿方法，其整体步骤为：首先布置采区巷道，使其包括煤矿运输通道以及材料和设备运输通道；在工作面上安装液压支架以及支架前侧的刮板输送机和采煤机、支架后侧的充填体运输机；启动设备，在采煤机向前推进的同时，支架前部支撑起采煤机采煤的空间、后部支撑起充填作业空间。本发明通过支架暂时支撑和及时充填的方式来防止顶板垮落，从而避免了因顶板垮落而造成的一系列事故或灾害，并最大程度地改善因煤炭回采对采场周围环境的影响，既提高煤炭资源回采率，又能实现煤炭资源的绿色环保开采；本发明还具有良好的多地质条件适应性，能够在提高采矿安全性的同时增加资源的回收率。

Description

一种无损采矿方法
技术领域
本发明涉及一种采矿方法，尤其涉及一种无损采矿方法，属于矿山开采领域。
背景技术
随着我国三下一上开采的逐渐发展，地下及地表采空区塌陷下沉的现象已对人们的正常生活产生了严重影响。传统的采矿法(如条带开采)，一方面为防止塌陷的发生不能将煤矿完全采出，造成了未开采资源的大量损失，另一方面也由于地下采空而无法做到对地表下沉的有效控制，因此对地表环境的破坏也日趋严重。另外，随着开采深度的增加，由于顶板垮落造成的事故和灾害日益增加，严重危害着采矿工人的安全，并制约着采矿行业的发展。
为了避免因地下采空造成的各种不利影响，人们已开发出向采空区内填充大量充填体的防治措施，但现有的充填方法均不能与采矿同时进行，需在矿体开采完之后的一段时间内再进行充填，这不仅严重浪费了人力物力，工作效率较低，而且无法保证作业工人在充填未完成时的人身安全，仍然存在一定的安全隐患。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种无损采矿方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种无损采矿方法，其整体步骤为：
步骤一、布置巷道：在阶段运输大巷和总回风巷之间挖掘轨道上山和运输上山两条通道；沿垂直于轨道上山的方向挖掘与其接口相通的轨道顺槽，使轨道上山和轨道顺槽形成充填体及设备的运输通道；再沿垂直于运输上山的方向挖掘与其接口相通的运输顺槽，使运输顺槽和运输上山形成所采煤矿的运输通道；
在轨道顺槽和运输顺槽的另一端挖掘公共充填材料巷，使三条巷道的接口处相通，便于安装设备并铺设充填体；在公共充填材料巷靠近阶段运输大巷的一端挖掘一条与阶段运输大巷相平行的回路巷道，回路巷道与轨道上山、运输上山两条通道的接口处分别相通；
步骤二、安装设备：将运输顺槽和轨道顺槽之间的区域作为第一个工作面；在接近公共充填材料巷的工作面切眼上纵向设置液压支架；在液压支架的后端安装充填体运输机、前端安装刮板输送机和采煤机；液压支架的前部用于提供采煤空间支护、后部用于提供充填作业空间支护；
步骤三、无损采矿：启动刮板输送机和采煤机；随着采煤机向前推进，液压支架用于提供采煤空间支护的部分随之前移，滑动支撑梁以及滑动底梁均沿水平方向伸出，悬移式液压支柱放下，直至复合液压支架完全变换到伸展形态；采煤机在开采时，液压支架后端的充填作业同时进行，实现采充独立；
当支架后端的充填作业完成需进一步向前推进时，悬移式液压支柱收起，滑动支撑梁以及滑动底梁均做收缩运动，牵引带动复合液压支架后部用于提供充填作业空间支护的部分向前推进，完成该阶段的采充过程，并在整个开采过程中不断循环。
本发明可在采矿的同时不断对支架后端的采空区进行填充，可有效控制因地下采空而造成的地表下沉或塌方，不仅能有效降低对地表环境的破坏程度，而且安全系数高；边采边填的工作模式还能有效提高开采效率，实现无损高效开采；此外，本发明还具有适应性强、工作效率高、节省人力物力成本的优点。
附图说明
图1为采区的巷道布置图。
图2为液压支架的整体结构示意图。
图3为液压支架的展开状态示意图。
图4为液压支架的收缩状态示意图。
图中：1、前支撑梁；2、中部支撑梁；3、后支撑梁；4、前支撑座；5、中部支撑座；6、后支撑座；7、滑动支撑梁；8、滑动底梁；9、悬移式液压支柱；10、液压千斤顶；11、煤壁；12、采煤机；13、刮板输送机；14、充填体；15、阶段运输大巷；16、总回风巷；17、轨道上山；18、运输上山；19、轨道顺槽；20、运输顺槽；21、公共充填材料巷。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～4所示，本发明使用到的设备为一种采充独立复合液压支架，该液压支架包括支撑梁、支撑座、滑动支撑梁7、滑动底梁8；支撑梁和支撑座之间通过多根立柱固定相接；支撑梁包括前支撑梁1、后支撑梁3；前支撑梁1、后支撑梁3之间设置有一个或多个中部支撑梁2；相邻的支撑梁之间均通过滑动支撑梁7相连接；滑动支撑梁7可沿水平方向做伸展或收缩运动。
支撑座包括前支撑座4、后支撑座6；前支撑座4、后支撑座6之间设置有一个或多个中部支撑座5；前支撑座4、中部支撑座5、后支撑座6分别与前支撑梁1、中部支撑梁2、后支撑梁3一一对应；相邻的支撑座之间均通过滑动底梁8相连接，滑动底梁8可沿水平方向与滑动支撑梁7做同步伸展或收缩运动；相对的滑动底梁8与滑动支撑梁7之间均设置有一根或两根悬移式液压支柱9。
前支撑座4的前端、后支撑座6的后端均设置有液压千斤顶10。其中，前支撑座4前端的液压千斤顶与位于其前侧的刮板输送机13相连接，用于向前推送刮板输送机13并拉动复合液压支架的前部前移；刮板输送机13的上端设置有采煤机12；后支撑座6后端的液压千斤顶与位于其后侧的填料输送机相连接，用于推动复合液压支架的后部前移并带动填料输送机向前移动。
本发明的具体实施步骤为：
步骤一、布置巷道：在阶段运输大巷15和总回风巷16之间挖掘轨道上山17和运输上山18两条通道；其中，阶段运输大巷15为连接通往地面的主副井的总通道，同时也是进风道，总回风巷16为直接通往地面的回风道，用于满足员工在地下正常作业时的空气需求；
沿垂直于轨道上山17的方向挖掘与其接口相通的轨道顺槽19，使轨道上山17和轨道顺槽19形成充填体及设备的运输通道；再沿垂直于运输上山18的方向挖掘与其接口相通的运输顺槽20，使运输顺槽20和运输上山18形成所采煤矿的运输通道；
在轨道顺槽19和运输顺槽20的另一端挖掘公共充填材料巷21，保证轨道顺槽19、运输顺槽20分别与公共充填材料巷21的接口处相通，便于安装设备并铺设充填体14；在公共充填材料巷21靠近阶段运输大巷15的一端挖掘一条与阶段运输大巷15相平行的回路巷道22，回路巷道22与轨道上山17、运输上山18两条通道的接口处分别相通；
步骤二、安装设备：将运输顺槽20和轨道顺槽19之间的区域作为第一个工作面；在接近公共充填材料巷21的工作面切眼上纵向设置液压支架；在液压支架的后端安装充填体运输机、前端安装刮板输送机13和采煤机12；液压支架的前部用于提供采煤空间支护、后部用于提供充填作业空间支护；
步骤三、无损采矿：启动刮板输送机13和采煤机12；随着采煤机12向前推进，液压支架用于提供采煤空间支护的部分随之前移，滑动支撑梁7以及滑动底梁8均沿水平方向伸出，悬移式液压支柱9放下，直至复合液压支架完全变换到伸展形态；采煤机12在开采时，液压支架后端的充填作业同时进行，实现采充独立；
当支架后端的充填作业完成需进一步向前推进时，悬移式液压支柱9收起，滑动支撑梁7以及滑动底梁8均做收缩运动，牵引带动复合液压支架后部用于提供充填作业空间支护的部分向前推进，完成该阶段的采充过程，并在整个开采过程中不断循环。
当第一个工作面上的充填体14充填完成之后，保留轨道顺槽19和运输顺槽20，使它们同时作为充填体及设备的运输通道，即，充填体及设备沿着轨道上山17运输至轨道顺槽19之后，再从轨道顺槽19的另一端进入运输顺槽20中，从而源源不断的为下一个工作面提供充填体及设备；同时，在下一个工作面上运输顺槽20相对的一侧，继续挖掘新的运输顺槽，如此不断循环，完成整个采区的开采；
当新的运输顺槽与运输上山18之间还未形成新的运输回路时，沿着公共充填材料巷21、回路巷道22的方向往外运输煤矿；已开采出的所有矿体均先汇集在阶段运输大巷15中，然后再通过主井输送至地面。
本发明可在采矿的同时不断对支架后端的采空区进行填充，不仅工作效率较高，可大幅度降低人力物力成本，而且边采边填的方式可以有效杜绝因过度开采而造成的塌方或顶板垮落等事故的发生，具有安全系数高的优点；此外，由于煤矿开采完之后可立即对采空区进行填充，工作人员无需考虑过度开采而导致塌方的问题，因此可以最大限度的将矿区内的矿体资源完全开采出来，真正做到无损开采。本发明还具有良好的多地质条件适应性，能够在高瓦斯、高底板水压等极端情况下提高采矿安全性，同时增加资源的采出率，使三下一上开采变得更容易。

Claims (1)

1.一种无损采矿方法，其特征在于：所述方法的整体步骤如下：
步骤一、布置巷道：在阶段运输大巷(15)和总回风巷(16)之间挖掘轨道上山(17)和运输上山(18)两条通道；沿垂直于轨道上山(17)的方向挖掘与其接口相通的轨道顺槽(19)，使轨道上山(17)和轨道顺槽(19)形成充填体及设备的运输通道；再沿垂直于运输上山(18)的方向挖掘与其接口相通的运输顺槽(20)，使运输顺槽(20)和运输上山(18)形成所采煤矿的运输通道；在轨道顺槽(19)和运输顺槽(20)的另一端挖掘公共充填材料巷(21)，使三条巷道的接口处相通，便于安装设备并铺设充填体(14)；在公共充填材料巷(21)靠近阶段运输大巷(15)的一端挖掘一条与阶段运输大巷(15)相平行的回路巷道(22)，回路巷道(22)与轨道上山(17)、运输上山(18)两条通道的接口处分别相通；
步骤二、安装设备：将运输顺槽(20)和轨道顺槽(19)之间的区域作为第一个工作面；在接近公共充填材料巷(21)的工作面切眼上纵向设置液压支架；在液压支架的后端安装充填体运输机、前端安装刮板输送机(13)和采煤机(12)；液压支架的前部用于提供采煤空间支护、后部用于提供充填作业空间支护；
步骤三、无损采矿：启动刮板输送机(13)和采煤机(12)；随着采煤机(12)向前推进，液压支架用于提供采煤空间支护的部分随之前移，滑动支撑梁(7)以及滑动底梁(8)均沿水平方向伸出，悬移式液压支柱(9)放下，直至复合液压支架完全变换到伸展形态；采煤机(12)在开采时，液压支架后端的充填作业同时进行，实现采充独立；
当支架后端的充填作业完成需进一步向前推进时，悬移式液压支柱(9)收起，滑动支撑梁(7)以及滑动底梁(8)均做收缩运动，牵引带动复合液压支架后部用于提供充填作业空间支护的部分向前推进，完成该阶段的采充过程，并在整个开采过程中不断循环。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111119896A (zh) * 2019-12-24 2020-05-08 中国矿业大学(北京) 铝土矿开采方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1807843A (zh) * 2005-01-19 2006-07-26 新汶矿业集团汶南煤矿有限责任公司 矸石充填采空区的方法
CN1936271A (zh) * 2006-08-21 2007-03-28 山东盛泉矿业有限公司 煤矿矸石充填无煤柱开采工作面采空区的方法
CN105221185A (zh) * 2015-08-26 2016-01-06 冀中能源股份有限公司邢东矿 一种采煤工艺
CN105240016A (zh) * 2015-11-23 2016-01-13 武汉理工大学 缓倾斜薄层状玉石矿矿块切割条带拖曳充填采矿方法
CN105370280A (zh) * 2015-11-23 2016-03-02 武汉理工大学 一种地下缓倾斜双层薄玉石矿无损爆破采矿方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010012286A1 (de) * 2008-07-28 2010-02-04 Eickhoff Bergbautechnik Gmbh Verfahren zur steuerung einer schneidenden gewinnungsmaschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1807843A (zh) * 2005-01-19 2006-07-26 新汶矿业集团汶南煤矿有限责任公司 矸石充填采空区的方法
CN1936271A (zh) * 2006-08-21 2007-03-28 山东盛泉矿业有限公司 煤矿矸石充填无煤柱开采工作面采空区的方法
CN105221185A (zh) * 2015-08-26 2016-01-06 冀中能源股份有限公司邢东矿 一种采煤工艺
CN105240016A (zh) * 2015-11-23 2016-01-13 武汉理工大学 缓倾斜薄层状玉石矿矿块切割条带拖曳充填采矿方法
CN105370280A (zh) * 2015-11-23 2016-03-02 武汉理工大学 一种地下缓倾斜双层薄玉石矿无损爆破采矿方法

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