一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案的制作方法
【专利摘要】本发明涉及煤炭开采【技术领域】，尤其是一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案，其特征在于：采用“拉沟建井—分区开采—轮流回填”相结合的技术方案，集采矿、回填、绿化、恢复地表原貌为一体。此方案有开口小、剥岩少、恢复原始地貌快、回采率高的优势，从根本上消除了传统露天开采所遗留下来的渣山和人工湖的隐患，也为将来过深矿层井工开采创造了有利条件，适用于矿山超过经济剥采比、露天开采不被许可、露天开采向井工开采转型以及井田边界、边角或矿界矿带回收等情况，既可以开采水平露头矿层，也可以开采倾斜、较复杂条件的矿层。
【专利说明】一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及煤炭开采【技术领域】，尤其是一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案。
【背景技术】
[0002]青海省天峻县“聚乎更煤矿区”，位于大通河上游的支游哆嗦河一带，行政区划属青海省海西州天峻县木里镇管辖，煤炭资源储量较为丰富。矿区内的各生产企业在前期开发资源的过程中，普遍采用了露天开采方式。这种传统的煤炭开采方式与井工开采相比，其优点是资源利用充分、成本低、回采率高、建矿快、产量大、劳动条件好、生产安全；其缺点是露天煤矿开采受自然赋存条件限制严重，开采过程中不仅侵占大面积良田，而且对开采区生态环境的人为改变相当大，集中表现在地形地貌的破坏、重金属污染、水土流失加重等，加之露天煤矿大多处于干旱、半干旱的生态脆弱地区，使得露天矿区生命支持系统功能丧失，特别是植被系统遭到破坏，加剧了生态环境的脆弱程度和退化速度，矿区生态安全受到严重威胁。
[0003]井工开采虽然较为环保，但与露天煤矿相比，开采难度大、作业环境恶劣，对开采设备、作业人员素质和开采工艺等方面都有更高的要求。由于“聚乎更煤矿区”多年冻土广布，其冻土由第四系腐殖土、砂土和部分基岩等组成，厚度达50?98m，容易产生不良的工程地质问题，导致在此矿区内的井工建设周期至少需要5年，且投入成本高。
[0004]因此，研发出一种既有利于环境保护，同时又节约成本、操作简便、生产安全的煤矿开采方式成为亟待解决的难题。
[0005]HW300露井联合端邦开采系统是美国卡特彼勒(CAT)公司生产的一种采煤设备，起源于上世纪40年代，80年代就已经成功运用于煤炭开采行业，在美国等世界范围内已经成为重要的煤炭开采方式。端邦机开采设备应用井工设备的开采理念，是通过远程遥控技术控制设备开采煤层，采煤、运煤的控制都在巷道外的地面进行，无需人员进巷道工作，巷道内无需顶板支护，无需通风照明及降尘。具有人均出煤量高以及开采运输成本低的特点，是采煤过程中最高效、最安全的技术，可以把对环境的破坏与污染降到最小。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种投入少、见效快、生产成本较低、基于环境保护的新型矿山开米技术方案。
[0007]本发明解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案，其特征在于，包括以下步骤:
a.确定开采区并将开采区域分成若干区域；
b.根据分区情况，露天开采第一条出入沟，利用井工开采设备完成第一条出入沟内四周的井采工作；
c.井采过程中:利用充填技术回填采空区，利用掩护支架做井巷支撑； d.采用轮流回填的方式:采完第一条出入沟和井采矿层，建第二条出入沟并重复步骤b、c，开采时产生的岩土和废渣回填第一条出入沟，以此类推直至开采区的全部开采作业完成，回填最后一条出入沟。
[0008]所述步骤a中开采区的确定、步骤c中井工开采过程中是否需要增加井巷支护以及步骤b、d中出入沟的大小、形状均根据行业内一般选择规律依开采区地质勘查后的数据确定。
[0009]所述步骤b中露天开采的方式、设备以及井采设备，步骤c中充填技术和井巷支护方式均为已有成熟设备和技术，且根据行业的一般选择规律依开采区地质勘查后的数据进行选择。
[0010]本发明采用“拉沟建井一分区开采——轮流回填”相结合的技术方案，集采矿、回填、绿化、恢复地表原貌为一体。此方案有开口小、剥岩少、恢复原始地貌快、回采率高的优势，从根本上消除了传统露天开采所遗留下来的渣山和人工湖的隐患，也为将来过深矿层井工开采创造了有利条件，适用于矿山超过经济剥采比、露天开采不被许可、露天开采向井工开采转型以及井田边界、边角或矿界矿带回收的情况，既可以开采水平露头矿层，也可以开采倾斜、较复杂条件的矿层。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的开采区分区作业剖视图；
图2为本发明的开采区分区作业俯视图。
[0012]图中:1-出入沟；2-井采矿层。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实际和附图对本说明的技术方案作进一步的详细描述:
实施例1
“聚乎更煤矿区”七号井田煤层南北向中间倾斜呈V字型，煤带南北宽lkm，东西长5km。
[0014]如图1和图2所示，一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案，其特征在于，包括以下步骤:
a.确定开采区并将开采区域分成若干区域，利用挖掘机、矿卡等建一条井采出入沟(600mX600m)，占地0.36km2，降深200m，边坡的安全夹角40°，基坑下宽120m ；
b.利用HW300露井联合端邦开采系统沿出入沟做井下开采:对煤层区上面采120m，下面采600m。可以自上而下分层开采，也可以自下而上分层开采。只采煤不剥岩，沿煤带倾角下采200m，预留30%做安全煤柱。；
c.膏体充填与柔性掩护支架相结合做井巷端邦回填支撑，保证开采安全；
d.采用轮流开采的方式:沿煤带依次建10个井采出入沟，采取建二填一、建三填二的方式，以此类推直到全部采煤作业完成，回填最后一个采坑，恢复地表原貌。
[0015]实施例2
开采区域矿层水平分布，且分布面积为2kmX4km。
[0016]如图1和图2所示，一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案，其特征在于，包括以下步骤: a.确定开采区并将开采区由中心向四周依次分出若干区域；
b.根据分区情况，在中心处露天开采第一条出入沟，边坡安全夹角不大于40%每下降1m建一个10?20m宽的安全平台，将设备安置在待开采端帮的前方，利用井工开采设备完成出入沟内四周矿层的井采工作，井采的具体施工方案根据矿层面积、矿层走向和矿层倾角确定；
c.井采过程中:将采矿产生的岩土和废渣回填采空区；
d.采用轮流回填的方式:采完第一条出入沟和井采矿层，重复步骤b、C开采第二条出入沟并将产生的岩土和废渣回填第一条出入沟，以此类推直至开采区的全部开采作业完成，回填最后一条出入沟。
[0017]优选的，采完第一条出入沟和井采矿层，依次建其他出入沟时，根据变化的矿产赋存条件决定出入沟内四周矿层的井采施工方案。
【权利要求】
1.一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案，其特征在于，包括以下步骤: a.确定开采区并将开采区分成若干区域； b.根据分区情况，露天开采第一条出入沟，利用井工开采设备对出入沟内四周的矿层进行井采工作； c.井采过程中:利用充填技术回填采空区，利用掩护支架做井巷支撑； d.采用轮流回填的方式:采完第一条出入沟和井采矿层，建第二条出入沟并重复步骤b、c，开采时产生的岩土和废渣回填第一条出入沟，以此类推直至开采区域的全部开采作业完成，回填最后一条出入沟。
2.根据权利要求1所述的一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案，其特征在于:所述步骤a中开采区的确定、步骤c中井工开采过程中是否需要增加井巷支护以及步骤b、d中出入沟的大小、形状均根据开采区地质勘查后的数据确定。
3.根据权利要求2所述的一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案，其特征在于:所述步骤b中露天开采和井采工作同时进行，或者先完成露天开采后再进行井采工作。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案，其特征在于:步骤b、d中所述出入沟的边坡安全夹角不大于40°。
【文档编号】E21C41/16GK104389606SQ201410489128
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】赵峡 申请人:海西博奥工程有限公司