露天矿边帮巨厚煤层L型综放开采方法及预警监测方法与流程

本发明涉及露天煤矿边帮压煤区巨厚煤层开采技术领域，特别是涉及一种露天矿边帮巨厚煤层l型综放开采方法及预警监测方法。

背景技术

我国露天煤矿边帮巨厚煤层压煤量丰富，根据我国25座露天矿统计结果，边帮巨厚煤层压煤量达到52.37亿吨，由于缺乏系统研究和成熟的技术，一直无法大范围回收，造成煤炭资源的巨大浪费。目前露天矿边帮煤开采常用的采煤方法是：端帮采煤机开采、传统井工u型布置开采。其中端帮采煤机适用于多煤层、薄煤层开采，该采法存在煤柱留设尺寸大、一次开采厚度小、回收效率低等问题，无法适应于边帮下巨厚煤层开采；传统井工u型布置开采存在开拓工程量大、生产系统复杂的问题，同时隔离煤柱的存在造成煤炭资源不必要的浪费。

综上所述，如何提供的一种适应性强、投资少、见效快、工作面产量大、生产效率高、且安全可靠的露天矿边帮巨厚煤层开采方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种露天矿边帮巨厚煤层l型综放开采方法及预警监测方法，以解决上述现有技术存在的问题，使露天矿边帮巨厚煤层开采方法适应性强、投资少、见效快、工作面产量大、生产效率高、且安全可靠。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种露天矿边帮巨厚煤层l型综放开采方法及预警监测方法，包括以下步骤：

1)、在露天矿矿坑预留未内排区，对所述未内排区的露天边帮进行边帮围岩加固；

2)、沿煤层底板依次掘进工作面切眼和运输顺槽，直至所述露天边帮边界，形成“l”型长壁工作面布置；所述运输顺槽一端与回采工作面相通，另一端与矿井通风系统连通，所述回采工作面内设置有内部放顶煤液压支架；

3)、在所述回采工作面内安装综放装备进行回采；

4)、在所述边帮围岩上安装地音监测探头；

5)、在所述未内排区架设固定平台，在所述固定平台上安装三维激光扫描仪、地基合成孔径雷达。

优选地，所述边帮围岩采用锚杆和锚网沿走向方向加固，所述锚网铺设在所述边帮围岩上，所述锚网通过所述锚杆固定连接在所述边帮围岩上。

优选地，所述锚杆为钢丝绳锚杆，所述锚网为钢丝绳网。

优选地，所述回采工作面的割煤高度为3～6m，放煤高度5～27m。

优选地，所述回采工作面内设置有前部刮板输送机和后部刮板输送机，所述前部刮板输送机位于所述内部放顶煤液压支架的前部，所述后部刮板输送机位于所述内部放顶煤液压支架的后部。

优选地，所述内部放顶煤液压支架伸出所述回采工作面形成外部放顶煤液压支架，所述内部放顶煤液压支架的放煤口与所述后部刮板输送机的位置对应。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供了一种露天矿边帮巨厚煤层l型综放开采方法及预警监测方法，其具有以下优点：

适应性强：该方法开采不需专用的回风通道，新鲜风流经工作面运输顺槽流经工作面后，乏风直接排入大气中，系统相对简单，可适用于露天矿各种条件下边帮煤的回收；

投资少：该方法为巨厚煤层l型综放开采，其一：实现了巨厚煤层一次整层开采，减少了分层开采时多条巷道掘进及维护费用；其二，实现了巨厚煤层l型开采，减少了工作面一条顺槽的掘进工程量；

见效快：该方法下巨厚煤层综放开采产量大(工作面年产量多大于500万t/a)、成本较低，因此，企业可快速的回收成本。

安全可靠：该方法采用ares-5/e地音监测、三维激光扫描仪、地基合成孔径雷达三种手段对边帮围岩裂隙扩展及破断情况、边帮围岩形变进行实时动态的全方位监测，可有效的防止边帮围岩大面积滑坡造成的伤人事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工作面的平面结构示意图；

图2为图1中工作面的a-a剖视结构示意图；

图3为图1中工作面的b-b剖视结构示意图；

图4为图1中工作面的c-c剖视结构示意图；

其中，1为未内排区；2为露天边帮；3为钢丝绳锚杆；4为钢丝绳网；5为采场；6为运输顺槽；7a为内部放顶煤液压支架；7b为外部放顶煤液压支架；8为采煤机；9为前部刮板输送机；10为后部刮板输送机；11为顶煤；12为地音监测探头；13为三维激光扫描仪；14为地基合成孔径雷达。

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。

本发明的目的是提供一种露天矿边帮巨厚煤层l型综放开采方法及预警监测方法，以解决现有技术存在的问题，使露天矿边帮巨厚煤层开采方法适应性强、投资少、见效快、工作面产量大、生产效率高、且安全可靠。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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，本发明提供一种露天矿边帮巨厚煤层l型综放开采方法及预警监测方法，包括以下步骤：

1)、在露天矿矿坑预留未内排区1，对未内排区1的露天边帮2进行边帮围岩加固，其中，未内排区1是指露天煤矿剥离开挖后，预留的没有进行回填的区域；

2)、沿煤层底板依次掘进工作面切眼和运输顺槽6，直至露天边帮2边界，形成“l”型长壁工作面布置；运输顺槽6一端与回采工作面的采场5相通，另一端与矿井通风系统连通，形成通风系统，所述回采工作面内设置有内部放顶煤液压支架7a；

3)、在所述回采工作面内安装综放装备进行回采；

4)、在所述边帮围岩上安装地音监测探头12；地音监测探头12为ares-5/e地音监测探头，地音监测探头12对露天边帮2区域的地音进行实时监测，动态监测采场5的工作面回采期间所述边帮围岩的裂隙扩展及破断情况；

5)、在未内排区1架设固定平台，在所述固定平台上安装三维激光扫描仪13和地基合成孔径雷达14，通过设置三维激光扫描仪13和地基合成孔径雷达14，实现采场5的工作面回采期时，对所述边帮围岩形变进行实时动态监测，掌握滑坡体的整体变形规律，防止所述边帮围岩大面积滑坡造成的伤人事故。

具体的，所述边帮围岩采用锚杆和锚网沿走向方向加固，所述锚网铺设在所述边帮围岩上，所述锚网通过所述锚杆固定连接在所述边帮围岩上。通过设置锚杆和锚网，对所述边帮围岩进行加固。其中，所述锚杆为钢丝绳锚杆3，所述锚网为钢丝绳网4。

所述回采工作面内设置有前部刮板输送机9和后部刮板输送机10，前部刮板输送机9位于内部放顶煤液压支架7a的前部，后部刮板输送机10位于内部放顶煤液压支架7a的后部。内部放顶煤液压支架7a伸出所述回采工作面形成外部放顶煤液压支架7b，内部放顶煤液压支架7a的放煤口与后部刮板输送机10的位置对应。采场5内的所述回采工作面的割煤高度为3～6m，放煤高度5～27m。采场5内的采矿设备为采煤机8，采煤机8采下的煤放置到前部刮板输送机9上，经前部刮板输送机9运出采场5，内部放顶煤液压支架7a上方的顶煤11在矿山压力和重力作用下发生破碎，并经内部放顶煤液压支架7a上的放煤口放出至后部刮板输送机10上，由后部刮板输送机10运出采场5。

监测时，通过布置在所述边帮围岩上的地音监测探头12监测到地音事件并将其处理为模拟信号，然后经过发射器处理后，由通讯电缆传输至服务器。应用该系统可以实现对监测区域内较弱震动事件进行实时监测，经过系统软件的统计分析后，可以对监测区域当前的危险等级进行评估，并对其下一时段的危险等级进行预测，预防可能发生的大面积滑坡事故。

三维激光扫描仪13内部的发射体发射激光脉冲，再通过两块反光镜有序快速旋转，把由发射体发射的窄束激光脉冲按一定次序扫过目标区域。通过测量每束激光从发射到物体表面反射回仪器的时间计算相关距离，最终得到目标的真实三维坐标。在数据采集时，通过改变三维激光扫描仪13扫描棱镜的旋转或翻转速度以调整采集速率，进行不同分辨率的扫描任务，并将数据传输到服务器中。

地基合成孔径雷达14的分辨率高，能全天候工作，其监测数据传输到服务器中，方便工作人员查看。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。