[发明专利]一种露天煤矿模块化大断面连续采煤系统和方法

说明书

本发明涉及一种露天煤矿模块化大断面连续采煤系统和方法，对已剥离土石层的煤田进行上下分层，同一煤层按照一定量的长宽度进行模块化分区布置，每个模块化分区内可分别独立进行采掘作业，在每个模块化分区内设置多种采煤、运输器械，通过合理安排形成采矿循环多种采煤、运输器械可实现无线控制。本发明所示的采煤系统符合未来智慧矿山、无人化工作面的发展理念，可极大程度提高采煤效率并减少人工。

技术领域

本发明涉及一种露天煤矿模块化大断面连续采煤系统和方法，属采煤设备的应用及采煤方法的技术领域。

背景技术

由于露天开采相对井下开采具有成本投入少、工况条件相对简单、开采技术要求低、资源采出率较高、建设速度快等优点，因此煤层埋深较浅的煤矿在开采条件允许的情况下会优先考虑采用直接露天开采的作业方式。露天开采与井工开采从开采设备、开采工艺、开采技术上都有明显的区别。传统的露天开采首先是将煤层上部的土石层剥离，然后采用炸药破碎、液压挖掘机或者单钭电铲采掘装载、矿用卡车转运。这种非连续性开采方式采用卡车转运，严重制约了开采效率的提高。由于卡车经常维护与高耗油的问题，降低了开采的经济效益。另外在我国工业发展对能源总产量需求迅速增加的背景下，随着大产量高效井工矿的大量涌现，传统的露天开采工艺的局限性与不足日益显现。将井工矿的优势技术设备与成熟的连续开采工艺合理的引入到露天开采当中为露天煤矿的发展提供了一种新思路。现阶段这种连续性露天开采的技术还不成熟，开采工艺还有很大的提高与完善空间。

中国专利文件(申请号201410760999.X)公开了一种露天矿连续式采煤工艺方法，该专利是采用一种履带行走式双滚筒大断面连续采煤机进行割煤，这与本发明在采掘推进方向、具体割煤方式、运煤配套设备上具有明显的不同。另外该专利没有明确介绍采掘设备在纵向推进的过程中配套运输设备是如何跟进的，这是制约露天煤矿连续开采的关键问题。

中国专利文件(申请号201010229273.5)公开了一种露天煤矿的连续采煤工艺方法，该专利在采掘—运输的中间过程中采用卸料小车进行转运，这在采掘作业效率上仍然难以满足连续性运输的要求，其本质上与半连续性露天采煤工艺并没有实质性的改进。

中国专利文件(申请号201010229273.5)公开了一种用于露天开采的前进式长壁系统，该专利中在大断面连续采煤机完成一个截割循环后主要通过移动工作面输送机16使配套的运输设备时刻跟随采掘设备，以此来保证露天开采的连续性。该专利中工作面输送机16本身较长而且专利中采取非整体式移动，并且该专利中明确提到会存在一种“蜿蜒”状态。这对下一截割过程中工作面输送机16的曲率调整、定位、输送机纠偏都存在较高的要求，造成技术复杂、实施难度大的问题。这些涉及到露天煤矿连续开采的关键技术得不到有效的解决将严重制约该专利所述工艺的实际作业效率的提高、经济成本的降低、社会推广价值的提高。

发明内容

针对现阶段露天煤矿间断式或半连续式开采的不足与突出问题，结合井工矿的技术优势与工艺基础，本发明提出了一种露天煤矿模块化大断面连续采煤系统和方法，实现露天煤矿高产高效的连续开采作业。

本发明的技术方案如下：

一种露天煤矿模块化大断面连续采煤系统和方法，使用的设备包括：大断面连续采煤机、转运桥架、同步跟随集料装置、桥式转载机、固定式带式输送机、第二伸缩式带式输送机、第一伸缩式带式输送机、刮板输送机、液压挖掘机1～2台、液压泵站、动力电缆、液压管路、32t自卸式卡车1～2台、远程可视化实时监控系统和电气控制箱，其工艺流程包括：

a)对已剥离土石层的煤田进行上下分层，每层厚度为8m；同一煤层按照长420m，宽120m为单位进行模块化分区布置，每个模块化分区内可分别独立进行采掘作业。这种模块化分区可以实现露天煤矿的集约化高效开采，对现代露天矿山具有较高的实用推广价值。

b)每个模块化分区内安装2台大断面连续采煤机，所述2台连续大断面连续采煤机沿分区中轴线两侧对称布置；