[发明专利]一种露天煤矿端帮压煤采充一体化的置换方法

说明书

本发明公开了一种露天煤矿端帮压煤采充一体化的置换方法，该方法将露天矿端帮压煤划分成长度相等的若干开采阶段，并将每个阶段分为前、后分段；按照前后分段交替进行掘进巷道和充填作业完成端帮下压煤的置换，实现端帮压煤的连采连充；充填作业按照先利用抛夯一体机对巷道进行抛矸充填，再利用移动充填站对抛矸充填后的巷道进行胶结材料灌注的方法进行分步充填。本发明利用露天矿采矿过程中产生的岩土废弃物更高效的置换露天矿端帮下的煤炭资源，提高资源回收率，置换方法和工艺简单，具有良好的社会经济效益。

技术领域

本发明涉及一种露天煤矿端帮压煤采充一体化的置换方法，适用于露天矿开采过程中遗留的端帮压煤的置换。

背景技术

我国西北地区存在大量埋藏较浅适合露天开采的煤炭，而在露天矿开采过程中，由于工艺限制会产生大量的端帮压煤。露天开采剥离土方产生的渣土会随着工作面的移动不断内排，导致端帮长度逐渐减小，逐步被露天矿生产过程剥离的土方覆盖，其下压的煤炭资源更加难以开采，造成煤炭资源永久性损失。

目前进行端帮煤炭资源回收的方法主要是传统的巷采，需留设大量的保护煤柱，资源回收率极低，且在覆岩压力的长期作用下，容易由于煤柱失稳诱发安全事故。为此，在端帮回采过程中将膏体充填材料充填至回采后的巷道中，以防止保护煤柱发生失稳且提高资源回收率。但是，此种方法需建立膏体充填材料制备站，对于材料的配比及粒径要求严格，生产工艺复杂，输送过程中容易发生堵管系统稳定性差。可能由于端帮压煤回采速度较慢，影响露天矿正常作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种露天矿端帮压煤连采连充的置换方法，以解决目前技术存在的缺陷，利用露天矿采矿过程中产生的岩土废弃物更高效的置换露天矿端帮下的煤炭资源，提高资源回收率，具有良好的社会经济效益，在蒙陕地区等露天煤矿集中的区域应用前景广阔。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种露天煤矿端帮压煤采充一体化的置换方法，包括以下步骤：

1)将露天矿端帮压煤划分成长度相等的若干开采阶段，并将每个阶段分为前分段和后分段，每个分段由5～10个巷道组成；

2)对本阶段端帮边坡及巷道开口处进行边坡加固处理，防止边坡失稳，保证施工安全；

3)垂直台阶方向与水平面按照预设角度利用连采机掘进后分段第一条划分好的巷道，直至露天矿地表境界位置；

4)退出连采机，利用抛夯一体机对巷道进行抛矸充填，控制未接顶高度为300～500mm，并在未接顶空间内留设充填管路；同时在前分段开始掘进第一条划分好的巷道；

5)抛矸充填完成后，在巷道开口处设立封堵墙，并将充填管道末端露出，调配移动充填站对该巷道进行胶结材料的灌注；

6)后分段充填巷道内被胶结材料灌注满后，前分段的巷道刚好完成掘进，开始利用抛夯一体机对后分段的巷道进行抛矸充填，控制未接顶高度为300～500mm，并在未接顶空间内留设充填管路；同时，后分段第一条巷道内充填体达到强度要求，在后分段开始掘进第二条划分好的巷道；

7)前分段第一条巷道抛矸充填完成后，在巷道开口处设立封堵墙，并将充填管道末端露出，调配移动充填站对该巷道进行胶结材料的灌注；

8)前分段第一条充填巷道内被胶结材料灌注满后，后分段的第二条巷道刚好完成掘进；依次循环，将划分阶段内的巷道全部完成采煤和充填，然后开始下一阶段的开采。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，开采阶段长度为60～100m，且每个巷道宽度为4～6m，巷道高度根据煤层具体条件确定。

本发明进一步的改进在于，步骤5)中，胶结材料为水泥、粉煤灰按照质量比为1：(0.5～1)混合，然后水灰质量比为(0.5～1):1进行配制。