一种厚夹矸煤层分采分运矸石回填采空区方法
【专利摘要】本发明公开了一种厚夹矸煤层分采分运矸石回填采空区方法，在煤体内平行掘进运输巷和轨道巷，贯通运输巷和轨道巷形成开切眼；开采煤层时，煤炭回采与采空区回填采用综合机械化固体充填采煤工艺；煤层与矸石层由上而下依次分层开采，煤炭由刮板输送机下行运至运输巷，经运输巷带式输送机运出工作面；开采矸石层时，刮板输送机反转，将所采矸石运至轨道巷，由轨道巷内的转载机、上料刮板机运至采空区，由回填刮板输送机将矸石回填到采空区。本方法不仅提高了煤炭资源回收率和煤炭质量，而且为我国厚夹矸煤层的规模性开采开创了一条新的技术途径，其方法简单，操作简便，回采率高，具有广泛的实用性。
【专利说明】一种厚夹矸煤层分采分运矸石回填采空区方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种厚夹矸煤层分采分运矸石回填采空区的方法，尤其是适用于综合机械化固体充填开采含有厚夹矸层的煤层。
技术背景
[0002]我国有相当一部分矿井的可采煤层中都含有不同厚度的夹矸，以往生产矿井在选择含夹矸煤层开采方案时，基本上都是凭经验视具体情况而定，难免带有盲目性，有的甚至造成了资源的大量浪费和经济的损失。随着经济的发展，社会的进步，企业的社会责任已形成共识。为保护稀缺资源，国家出台了一系列的政策，促使企业改变过去的“掠夺”式开采方式，强制企业提高资源回采率、伴生资源利用率。而且在煤炭生产中伴随产生的固体废物矸石在15?25%，我国历年累计堆放的煤矸石约45亿t，而且堆积量每年还以1.5?2.0亿t的速度增加。美国年产矸石量也在1.5亿t，经洗选产生的入选煤量的30%做为矸石直接排放于矸石山，煤矸石的任意排放对生态环境造成了严重的威胁。此外近年来，由于煤炭市场供大于求，煤炭用户对煤炭质量的要求越来越高，煤质成了直接关系到煤炭企业生存与发展的关键。针对这些问题从实现资源与环境协调发展的目的出发，寻求合理开发利用矿产资源、保护地表建筑与地下水资源和保护或改造地表环境技术途径成为必然。
[0003]经过长时间来的分析研究，综放开采和分层开采在厚煤层含夹矸情况下取得了一定的成绩。然而对于综放开采，其回采率不高而且煤矸混合，降低了煤的质量，增加了地面的洗选矸石的工作量，增加了成本，综放开采和分层开采还存在地面矸石处理问题。研究一种在厚夹矸煤层中，煤与矸石的分采分运，矸石回填采空区的技术，提高煤炭资源的回采率和质量并实现矸石的井下处理，具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
【发明内容】
[0004]技术问题:本发明的目的针对已有技术中的不足之处，提供一操作简便、煤炭资源回收率高、充填效果好的厚夹矸煤层分采分运矸石回填采空区采煤方法。
[0005]技术方案:本发明的厚夹矸煤层分采分运矸石回填采空区采煤方法，包括平行掘进形成运输巷、轨道巷，从运输巷或轨道巷开切口贯通运输巷与轨道巷，形成开切眼；在运输巷内布置由前部转载机、前部破碎机、带式输送机构成的运煤设备；在轨道巷内布置由矸石转载机、充填上料刮板机、机尾矸石破碎机构成的运矸设备；在开切眼内布置由采煤机、前部刮板输送机、回填液压支架、后部回填刮板输送机构成的采煤、采矸和回填设备；采煤方法如下:
[0006]a.启动米煤机,割上煤层以割三角煤的方式斜切进刀,米煤机双向割煤,煤由前部刮板输送机下行运至运输巷，由运输巷内的带式输送机运出；
[0007]b.割至煤岩界面时停机，清理机道上的浮煤，滞后采煤机5?Sm的距离跟机推移回填液压支架；
[0008]c.调整采煤机的滚筒高度，采割矸石层，前部刮板输送机反转，矸石由前部刮板输送机上行运至轨道巷；
[0009]d.在工作面端头位置由矸石转载机转载至充填上料刮板机，经过机尾矸石破碎机破碎后运输至后部回填刮板输送机，然后从后部回填刮板输送机的卸料口回填到采空区；
[0010]e.待割至岩煤界面时停机，将前部刮板输送机中的矸石拉空并将机道撒落的矸石清理干净；
[0011]f.米煤机割下煤层,滞后米煤机5?8m的距离及时推移前部刮板输送机,完成一个步距内的采煤与矸石回填作业；
[0012]g.重复步骤a?f，继续下一个步距的采煤与矸石回填作业，直至完成一个工作面的采煤与矸石回填作业。
[0013]有益效果:本发明适用于综合机械化固体充填开采含有厚夹矸层的煤层，尤其适用于厚夹矸煤层煤厚为4?6m，夹矸厚度为I?2m的煤层。由于在采煤工作的过程中，实施煤矸分采分运、矸石回填采空区，提高煤炭资源回收率、减小地面洗选系统压力，此外，采出矸石直接回填采空区一方面可以有效处理矸石，实现矸石不升井，减小辅助运输系统压力和矸石运输费用，减少地面矸石的排放，进而减小由于矸石山带来的一系列的环境生态问题，改善矿区生存与生活环境；另一方面，矸石回填采空区可以减小上覆岩层的移动空间，消弱工作面矿山压力显现，减小工作面片帮问题。而且为我国厚夹矸煤层的开采开创了一条新的技术途径，其方法简单，操作简便，回采率高，生产效率高，具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的工作面布置平面图；
[0015]图2是本发明的工作面运煤状态平面图；
[0016]图3是本发明的运矸回填状态平面图；
[0017]图4是本发明的采上煤层剖面图；
[0018]图5是本发明的采矸石层剖面图；
[0019]图6是本发明的采下煤层剖面图；
[0020]图7是本发明的轨道巷设备布置图。
[0021]图中:1_运输巷，2-轨道巷，3-前部转载机，4-前部破碎机，5-带式输送机，6-矸石转载机，7-充填上料刮板机，8-机尾矸石破碎机，9-采煤机，10-前部刮板输送机，11-回填液压支架，12-后部回填刮板输送机，13-机道，14-采空区，15-卸料口，16-上煤层，17-砰石层，18-下煤层。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明的一个实施作进一步的描述:
[0023]本发明的厚夹矸煤层分采分运矸石回填采空区方法:包括平行掘进形成运输巷
1、轨道巷2，从运输巷I或轨道巷2开切口贯通运输巷I与轨道巷2，形成开切眼；在运输巷I内布置由前部转载机3、前部破碎机4、带式输送机5构成的运煤设备；在轨道巷2内布置由石干石转载机6、充填上料刮板机7、机尾砰石破碎机8构成的运砰设备；在开切眼内布置由采煤机9、前部刮板输送机10、回填液压支架11、后部回填刮板输送机12构成的采煤、采矸和回填设备；启动采煤机9，割上煤层16以割三角煤的方式斜切进刀，采煤机9双向割煤，煤由前部刮板输送机10下行运至运输巷，由运输巷I内的带式输送机5运出；割至煤岩界面时停机，清理机道13上的浮煤，滞后采煤机5?Sm的距离跟机推移回填液压支架11 ;调整采煤机9的滚筒高度，采割矸石层17，前部刮板输送机10反转，矸石由前部刮板输送机10上行运至轨道巷2 ;在工作面端头位置由矸石转载机6转载至充填上料刮板机7，经过机尾矸石破碎机8破碎后运输至后部回填刮板输送机12，然后从后部回填刮板输送机12的卸料口 15回填到采空区14 ;待割至岩煤界面时停机，将前部刮板输送机10中的矸石拉空并将机道13撒落的矸石清理干净；采煤机割下煤层18，滞后采煤机5?Sm的距离及时推移前部刮板输送机10，完成一个步距内的采煤与矸石回填作业；重复上述过程，继续下一个步距的采煤与矸石回填作业，直至完成一个工作面的采煤与矸石回填作业。
[0024]实施例1、对某矿进行煤矸分采分运，其矸石回填采空区的区域内分为2-2煤层、夹矸层、2-2下煤层，其中2-2煤层厚2.2m、夹矸层厚1.1m,2-2下煤层厚1.2m ；
[0025](I)在煤体内平行掘进轨道巷1、运输巷2，自运输巷I或轨道巷2开切口，形成联络巷，即开切眼，贯通运输巷I与轨道巷2 ；
[0026](2)在运输巷I内布置由SZZ800/200前部转载机3、PCM400前部破碎机4、带式输送机5构成的运煤设备；
[0027](3)在轨道巷2内布置由SZZ800/200矸石转载机6、充填上料刮板机7、机尾矸石破碎机8构成的运砰设备；
[0028](4)在开切眼内布置由SL900采煤机9、SGZ1000/2*1000前部刮板输送机10、ZC22000/24/50D回填液压支架11、S⑶C800/1050后部回填刮板输送机12构成的采煤与采矸和回填设备；
[0029](5)待设备安装完毕后，工作面煤层分层开采，启动SL900采煤机9，割2_2上煤层
16以割三角煤的方式斜切进刀，SL900采煤机9双向割煤，煤由SGZ1000/2*1000前部刮板输送机10下行运至运输巷1，由运输巷I内的带式输送机5运出；
[0030](6)割至煤岩界面时停机，清理机道13上的浮煤，滞后采煤机5?Sm的距离跟机推移ZC22000/24/50D回填液压支架11 ；
[0031](7)调整采煤机的采高，SL900采煤机9采割矸石层17，SGZ1000/2*1000前部刮板输送机10反转，矸石由SGZ1000/2*1000前部刮板输送机10上行运至轨道巷2 ；
[0032](8)矸石从工作面运出后在工作面端头位置由SZZ800/200矸石转载机6转载至充填上料刮板机7，经过机尾矸石破碎机8破碎后运输至S⑶C800/1050后部回填刮板输送机12，然后从S⑶C800/1050后部回填刮板输送机12的卸料口 15回填到采空区14 ；
[0033](9)待割至岩煤界面时停机，将SGZ1000/2*1000前部刮板输送机10中的矸石拉空并将机道13撒落的砰石清理干净；
[0034](10)SL900采煤机9割2-2下煤层18，滞后SL900采煤机5?8m的距离及时推移前部刮板输送机10，完成一个步距内的采煤与矸石回填作业；
[0035](11)重复步骤e?j，继续下一个步距的采煤与矸石回填作业，直至完成一个工作面的采煤与矸石回填作业。
【权利要求】
1.一种厚夹矸煤层分采分运矸石回填采空区方法，包括平行掘进形成运输巷(I)、轨道巷(2)，从运输巷(I)或轨道巷(2)开切口贯通运输巷(I)与轨道巷(2)，形成开切眼；在运输巷(I)内布置由前部转载机(3)、前部破碎机(4)、带式输送机(5)构成的运煤设备；在轨道巷(2 )内布置由矸石转载机(6 )、充填上料刮板机(7 )、机尾矸石破碎机(8 )构成的运矸设备；在开切眼内布置由采煤机(9)、前部刮板输送机(10)、回填液压支架(11)、后部回填刮板输送机(12)构成的采煤、采矸和回填设备；其特征在于: a.启动采煤机(9)，割上煤层(16)以割三角煤的方式斜切进刀，采煤机(9)双向割煤，煤由前部刮板输送机(10)下行运至运输巷，由运输巷(I)内的带式输送机(5)运出； b.割至煤岩界面时停机，清理机道(13)上的浮煤，滞后采煤机(9)5?Sm的距离跟机推移回填液压支架(11); c.调整采煤机(9)的滚筒高度，采割矸石层(17)，前部刮板输送机(10)反转，矸石由前部刮板输送机(10)上行运至轨道巷(2)； d.在工作面端头位置由矸石转载机(6)转载至充填上料刮板机(7)，经过机尾矸石破碎机(8)破碎后运输至后部回填刮板输送机(12)，然后从后部回填刮板输送机(12)的卸料口(15)回填到采空区(14)； e.待割至岩煤界面时停机，将前部刮板输送机(10)中的矸石拉空并将机道(13)撒落的矸石清理干净； f.采煤机割下煤层(18)，滞后采煤机(9)5?Sm的距离及时推移前部刮板输送机(10)，完成一个步距内的采煤与矸石回填作业； g.重复步骤a?f，继续下一个步距的采煤与矸石回填作业，直至完成一个工作面的采煤与矸石回填作业。
【文档编号】E21C41/16GK103527195SQ201310501479
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】张吉雄, 黄艳利, 张强, 李猛, 郭帅, 方坤 申请人:中国矿业大学