露天端帮矿连续采煤机端帮开采方法

摘要

本发明属于采煤设备的应用及采煤方法的技术领域，具体是一种露天端帮矿连续采煤机端帮开采工艺。采用如下步骤，101～采面布置；102～设置设备安装准备区；103～布置安装设备；104～布置通风系统；105～连续采煤机开采。本发明采用连续采煤机成套开采装备，满足端帮矿机械化开采的要求，提高端帮矿开采的机械化水平，大大提高生产效率，降低工人的劳动强度，并且减少岩土的剥离量，减少对环境的破坏及扰动。

说明书

技术领域

本发明属于采煤设备的应用及采煤方法的技术领域，具体是一种露天端帮矿连续采煤机端帮开采方法。

背景技术

露天开采结束后，残留在露天境界周围的剩余矿即为端帮矿，掘统计，端帮矿占开采总储量的5%~16%。端帮采煤技术就是利用露天煤矿采场端帮出露煤层布置采煤设备进行原煤开采的技术，不需要单独进行剥离或基建。

一般情况下，矿山经过多年的露天开采后，已经形成的高陡过坡处于极限平衡状态，开采端帮矿势必影响到边坡的安全及稳定。

在国外以端帮采煤机为主的采煤工艺应用更为广泛，此种工艺形式不仅具备设备灵活可靠的优点，更是具有环保高效的工艺形式。此工艺开采过程中对地表的破坏程度远小于传统露天开采工艺，山体植被不受破坏。

由于端帮采煤机体积庞大，对电力需求很大，价格昂贵，因此，在国内利用端帮采煤机对端帮矿煤炭回收的煤矿非常少，相关技术发展缓慢。近年来，随着连续采煤机的国产化成功，利用连续采煤机进行端帮开采有了较快的发展。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种露天端帮矿连续采煤机端帮开采方法。

本发明采取以下技术方案：一种露天端帮矿连续采煤机端帮开采方法，采用如下步骤，

101～采面布置：在端帮矿前形成一个台阶，从端帮矿工作面一端开始回采煤炭，布置煤房，两个煤房之间留设的煤柱，每隔一定数量的煤房把某一煤房设置为煤房旁道，所述的煤房旁道在其他煤房开始回采前已经施工完毕，要求支护好，并且用局部通风机通风；煤房旁道的设备抢修功能是指设备在需要人员进去维修时，从煤房旁道重直设备事故点施工一条抢修通道，维修人员从此通道进入事矿点进行设备维修。

102～设置设备安装准备区：按照端帮开采工艺要求，在端帮开采工作面前台阶上，各设备参照设备布置按顺序开始组装。

103～布置安装设备：在安装准备区顺序安装布置采掘、运输以及支护及控制设备：连续采煤机——转运装置——防护顶棚——控制中心。

104～布置通风系统：采面利用连续采煤机机载风机引风筒至煤房口外进行负压通风，在连续采煤机上或胶带机上布置湿式除尘器。

105～连续采煤机开采：连续采煤机按照中线掘进，煤房硐室一次采掘成型，完成落煤工序，连续采煤机上装有装运设备，截割时，装运机构连续运转，将煤装入中部输送机，输送机便将煤转运到紧跟的转运装置而转送至硐室口外，连续采煤机完成一个煤房后，退出煤房，进入到下一个煤房口进行回采，顺序回采，直至回采工作面结束。配合充填，可实现煤柱的回收，实施充填回采，实现煤炭资源的全回收

所述的步骤105中，充填回采采用以下方法，在端帮采面实施充填开采，第一阶段，掘出煤房旁道和进行煤房回采，同时将回采后的煤房进行充填；第二阶段，充填体的强度达到要求后，在充填体的支撑下将留设的煤柱进行回收，同时对煤柱回收后的空间及时充填，第三阶段，把煤房旁道进行充填，最终实现对煤的置换。

充填开采工艺参数为：煤房、煤柱和煤房旁道同连续采煤机一次截割宽度相同，煤房深度可根据地质条件与设备生产能力来确定，连续采煤机采用垂直进刀方式，三个阶段回采充填后，煤房之间不留设煤柱。

连续采煤机退出煤房后，在煤房口安装专用模具构筑充填密闭墙封闭采空区，并留设充填眼，充填管路延伸到煤房旁道内，并隔段设置管路控制阀，在巷道一帮施工充填眼，并安装充填管路，利用充填管路将膏体充填浆输送至采空区进行充填，充填完成后，密闭充填眼，煤房旁道采用后退式充填，在巷道口设置密闭墙，并留设充填眼，充填完毕后，密闭充填眼，料浆自行凝固，密实采空区。

煤房宽度同连续采煤机一次截割宽度相同；连续采煤机采用垂直进刀方式。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明采用连续采煤机成套开采装备，满足端帮矿机械化开采的要求，提高端帮矿开采的机械化水平，大大提高生产效率，降低工人的劳动强度，并且减少岩土的剥离量，减少对环境的破坏及扰动。

（2）配合充填开采，能有效控制端帮稳定，减少次生灾害的发生，对采空区的充填可消耗大量煤矸石、废弃固体和粉灰等废弃物，变废为定，减少了其对周边环境的污染。

附图说明

图1连续采煤机端帮开采平面俯视示意图；

图2连续采煤机端帮开采剖面示意图；

图3连续采煤机端帮开采通风设备示意图；

图4设备抢修通道示意图；

图5连续采煤机端帮充填开采过程示意图I；

图6连续采煤机端帮充填开采过程示意图II；

图7连续采煤机端帮充填开采过程示意图III；

图8连续采煤机端帮充填开采过程示意图IV；

图9连续采煤机端帮充填开采过程示意图V；

1-煤房，2-煤柱，3-煤房旁道，4-连续采煤机，5-转运装置，6-防护顶棚，7-控制中心，8-风机，9-风筒，10-抢修通道，11-工作面充填料运输管路，12-管路控制阀，13-充填密闭墙。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在端帮开采工作面布置煤房，相邻两煤房之间留设不同宽度的隔离煤柱。采用连续采煤机进行煤房回采，顺序作业。根据开采要求，可实现充填开采，需要采用充填管理系统对采空煤房进行膏体充填，形成采充交替作业。

具体步骤如下：

（1）、采面布置：

在端帮矿前形成一个台阶，从端帮矿工作面一端开始回采煤炭，布置煤房1，两个煤房之间留设不同宽度的煤柱2，每隔一定数量的煤房把某一煤房设置为煤房旁道3。

（2）、设置设备安装准备区：

按照端帮开采工艺要求，在端帮开采工作面前台阶上，各设备参照设备布置按顺序开始组装；

（3）、布置安装设备:

在安装准备区顺序安装布置采掘、运输、支护及控制设备：连续采煤机4——转运装置5——防护顶棚6――控制中心7；

（4）、布置通风系统:

采面利用连续采煤机4机载风机8引风筒9至煤房1口外进行负压通风（可在连续采煤机4上或胶带机上布置湿式除尘器）。

（5）、连续采煤机开采:

连续采煤机4按照中线掘进，煤房1硐室一次采掘成型，完成落煤工序。连续采煤机4上装有装运设备，截割时，装运机构连续运转，将煤装入中部输送机，输送机便将煤转运到紧跟的转运装置5而转送至硐室口外，连续采煤机4完成一个煤房1后，退出煤房1，进入到下一个煤房1口，进行回采。

所述的煤房旁道3在其他煤房1开始回采前已经施工完毕，要求支护好，并且用局扇通风，主要功能作为在其他煤房1掘进时，设备抢修或注桨（如果采用充填开采法）时使用。

所述的煤房旁道3的设备抢修功能是指设备在需要人员进去维修时，从煤房旁道3重直设备事故点施工一条抢修通道10，维修人员从此通道进入事矿点进行设备维修。

所述的控制中心7能够在控制中心远程操控所有设备，完成设备的所有功能动作，实现端帮矿煤房开采。

所述的连续采煤机端帮开采工艺参数为：煤房1宽度同连续采煤机4一次截割宽度相同，煤房1深度可根据地质条件与设备生产能力来确定；连续采煤机4采用垂直进刀方式，相邻煤房1之间根据工艺可留设不同宽度的煤柱2。

配合充填工艺，可提高端帮矿煤炭资源回收率，并实现高陡端帮的稳定平衡。具体步聚如下：

（1）在端帮采面实施充填开采，其技术原理是将工作面的开采和充填部分为三个阶段：首先，掘出煤房旁道3和进行煤房1回采（第一阶段回采），同时将回采后的煤房1（不包括煤房旁道3）进行充填（第一阶段充填）；其次，充填体的强度达到要求后，在充填体的支撑下将留设的煤柱2进行回收（第二阶段回采），同时对煤柱2回收后的空间及时充填（第二阶段充填），最后，把煤房旁道3进行充填（第三阶段充填），最终实现对煤的置换。

（2）布置充填设备：地面布膏体充填设备：充填材料储料仓、充填搅拌站、充填工业泵、地面充填料运输管路；工作面膏体充填设备布置：工作面充填料运输管路（简称充填管路）11、管路控制阀12、充填密闭墙13。

（3）膏体充填材料制备：基于煤层的赋存条件和地质条件，根据充填强度、充填距离的要求制备膏体充填料浆，充填料浆强度适宜，成本合理。由于第二阶段回采煤柱2需在第1阶段充填形成的充填体支撑顶板条件下进行，充填体柱的承载能力和稳定性尤为重要，所以第一阶段充填体应为胶结体形式，且接顶率必须满足要求。

（4）充填开采工艺参数为：煤房1、煤柱2和煤房旁道3同连续采机4一次截割宽度相同，煤房1深度可根据地质条件与设备生产能力来确定，连续采煤机3采用垂直进刀方式，三个阶段回采后，煤房1之间不留设煤柱2。

（5）膏体充填料充填采空硐室：连续采煤机4退出煤房1后，在煤房1口安装专用模具构筑充填密闭墙13封闭采空区，并留设充填眼。充填管路11延伸到煤房旁道4内，并隔段设置管路控制阀12，在巷道一帮施工充填眼，并安装充填管路11，利用充填管路11将膏体充填浆输送至采空区进行充填，充填完成后，密闭充填眼。煤房旁道3采用后退式充填，在巷道口设置密闭墙13，并留设充填眼，充填完毕后，密闭充填眼，料浆自行凝固，密实采空区。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。