一种寒区露天煤矿端帮压靠协同开采方法技术

本发明专利技术涉及一种寒区露天煤矿端帮压靠协同开采方法，包括准备阶段、压靠协同开采阶段和恢复阶段；准备阶段包括端帮揭露、人工压帮和布置冰冻孔；压靠协同开采阶段包括端帮硬化、开掘靠帮回采面、对向回采和二次压帮；恢复阶段包括端帮缓帮和排土预留；下一个冰冻期到来时，按照上述步骤循环回采端帮压煤。本发明专利技术在端帮中布置冰冻孔，注水方便，端帮冰冻效果好；人工压帮配合二次压帮，只短时间提高了局部的端帮帮坡角，对端帮稳定性影响小；对向推进方式提高了回采效率，减少了对端帮的持续扰动时间，有效保证端帮稳定性；预留回采出入沟，实现端帮压煤回收的季节性施工，连续性回采，实现了端帮压煤回采率的最大化。实现了端帮压煤回采率的最大化。实现了端帮压煤回采率的最大化。

【技术实现步骤摘要】
一种寒区露天煤矿端帮压靠协同开采方法


[0001]本专利技术涉及一种开采方法，具体涉及一种寒区露天煤矿端帮压靠协同开采方法。

技术介绍

[0002]露天煤矿端帮压煤是影响其采出率的重要原因，露天煤矿开采过程中，其两侧端帮台阶的运输功能和边坡的稳定性要求共同决定了端帮边坡角度不宜过大，由此导致端帮压煤严重，影响了露天矿采出率。如何在保证不严重影响运输通道，同时保证边坡稳定性的前提下，有效提高端帮边坡角，增加端帮煤回收量，提高露天煤矿资源回收率是学术界一直研究的课题。另外，我国超过90%的露天产量分布在北纬38
°
以北的高寒地区，冬季气候十分寒冷，露天矿剥离工作几乎停滞。如何利用冬季冻结条件下岩土体力学强度增强的特点及露天矿剥离工作几乎停滞的窗口期，进行季节性靠帮开采，最大程度回收端帮煤炭资源的研究意义重大。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种寒区露天煤矿端帮压靠协同开采方法，可在保证冬季端帮边坡稳定的情况下，最大程度进行靠帮开采。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种寒区露天煤矿端帮压靠协同开采方法，包括准备阶段、压靠协同开采阶段和恢复阶段；准备阶段包括端帮揭露、人工压帮和布置冰冻孔；端帮揭露：在冰冻期到来前，在露天矿两侧端帮的原始台阶的基础上，将煤层以上部分的台阶进行并段，在保持最小帮坡角的前提下，形成端帮煤台阶；人工压帮：在坑底紧邻端帮煤台阶排弃矿山剥离物作为压帮物料，形成人工压帮，人工压帮高度与端帮煤台阶高度相同，宽度为1.4
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1.8倍的端帮煤台阶的平盘宽度，沿端帮连续布置但不与排土场最下层台阶和工作面最下层台阶相连，人工压帮与排土场最下层台阶和工作面最下层台阶之间分别预留回采沟槽；布置冰冻孔：在端帮煤台阶以上的台阶坡面上设置冰冻孔，同时在人工压帮的表面和内部中间位置布置洒水管路；压靠协同开采阶段包括端帮硬化、开掘靠帮回采面、对向回采和二次压帮；端帮硬化：在冬季冰冻期到来时，向冰冻孔内注水；开掘靠帮回采面：在回采沟槽内开采端帮煤台阶，开采达到端帮煤台阶平盘宽度后停止掘进，开采方向转向朝向人工压帮的延伸方向，形成靠帮回采面；对向回采：在每个靠帮回采面内开掘端帮压煤，每侧端帮的两个靠帮回采面分别从工作面、排土场向坑底中线位置对向推进，实现端帮压煤回收；二次压帮：在对向推进的过程中，将挖掘的人工压帮的物料，排弃至靠帮回采面后方进行二次压帮；恢复阶段包括端帮缓帮和排土预留；端帮缓帮：在冰冻期将要结束，端帮靠帮开采工作接近尾声时，按照端帮揭露前的设计方式及尺寸，将端帮台阶恢复至原始台阶的状态；排土预留：冰冻期结束后，露天矿开
始正常生产推进，在排土场最下层台阶推进至工作面的靠帮回采面的二次压帮的位置时，在靠近端帮一侧暂不排土，预留回采出入沟；下一个冰冻期到来时，按照上述步骤循环回采端帮压煤。
[0005]进一步的，所述端帮揭露步骤中，当煤层厚度超过20m但不足40m时，应当修筑两层端帮煤台阶，当煤层厚度超过40m但不足60m时，应当修筑三层端帮煤台阶，当煤层厚度超过60m时，从煤层底板往上最多修筑三层端帮煤台阶，每个台阶平盘宽度20m。
[0006]进一步的，所述布置冰冻孔步骤中，冰冻孔孔深10
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15m，每平方米布置0.3
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0.5个冰冻孔。
[0007]进一步的，所述端帮硬化步骤中，注水以缓慢形式进行，且注水顺序为先深部后浅部，冰冻初期注水多，并逐步减少。
[0008]进一步的，所述二次压帮步骤中，靠近排土场一侧的靠帮回采面进行二次压帮时，压帮物料直接与排土场最下层台阶连接，靠近工作面一侧的靠帮回采面进行二次压帮时，在工作面最下层台阶一侧预留采空区。
[0009]进一步的，所述端帮揭露步骤中，端帮煤台阶平盘宽度不小于20m。
[0010]进一步的，所述端帮揭露步骤中，向洒水管路内缓慢注水。
[0011]与现有技术相比，本专利技术在端帮中布置冰冻孔，工艺简单，注水方便，端帮冰冻效果好；人工压帮配合二次压帮，只短时间提高了局部的端帮帮坡角，对端帮稳定性影响小；端帮回采高度可根据煤层高度灵活调整，提升方案整体适应性；对向推进方式提高了回采效率，减少了对端帮的持续扰动时间，有效保证端帮稳定性；预留回采出入沟，实现端帮压煤回收的季节性施工，连续性回采，实现了端帮压煤回采率的最大化。本专利技术充分利用了冬季冻结条件下岩土体力学强度增强的特点，同时抓住了冬季露天矿剥离工作几乎停滞、道路车流密度小的窗口期，通过对端帮进行改造，在不影响运输的前提下，短时间提高局部端帮的帮坡角，实现在保持边坡稳定性的前提下，增加端帮煤回收量的效果，提高了露天煤矿资源回收率。
附图说明
[0012]图1为本专利技术准备阶段断面示意图；图2为本专利技术压靠协同开采第一阶段示意图；图3为本专利技术压靠协同开采第二阶段示意图；图4为本专利技术恢复阶段示意图；图中：1
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端帮；2
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原始台阶；3
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煤层；4
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端帮煤台阶；5
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人工压帮；6
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排土场；7
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工作面；8
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回采沟槽；9
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冰冻孔；10
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洒水管路；11
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靠帮回采面；12
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对向推进；13
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二次压帮；14
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回采出入沟。
实施方式
[0013]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]如图1至图4所示，本专利技术提供一种寒区露天煤矿端帮压靠协同开采方法，包括三个阶段，分别为S1准备阶段、S2压靠协同开采阶段和S3恢复阶段。
[0016]S1准备阶段包括端帮揭露、人工压帮和布置冰冻孔。
[0017]S11端帮揭露：在冬季冰冻期到来前，如图1所示，在露天矿两侧端帮1的原始台阶2的基础上，将煤层3以上部分的台阶进行并段，压缩运输通道宽度，在保持最小帮坡角A的前提下，形成端帮煤台阶4，端帮煤台阶4平盘宽度不小于20m。当煤层3厚度超过20m但不足40m时，应当修筑两层端帮煤台阶4，当煤层3厚度超过40m但不足60m时，应当修筑三层端帮煤台阶4，当煤层3厚度超过60m时，从煤层底板往上最多修筑三层端帮煤台阶4，每个台阶平盘宽度20m，其余上部端帮煤即从三层端帮煤台阶4以上的端帮煤不再回采，保证端帮1的稳定性。
[0018]S12人工压帮：在坑底紧邻端帮煤台阶4排弃矿山剥离物作为压帮物料，形成人工压帮5，人工压帮5的高度与端帮煤台阶4高度相同，人工压帮5的宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种寒区露天煤矿端帮压靠协同开采方法，包括准备阶段、压靠协同开采阶段和恢复阶段，其特征在于：准备阶段包括端帮揭露、人工压帮和布置冰冻孔；端帮揭露：在冰冻期到来前，在露天矿两侧端帮（1）的原始台阶（2）的基础上，将煤层（3）以上部分的台阶进行并段，在保持最小帮坡角的前提下，形成端帮煤台阶（4）；人工压帮：在坑底紧邻端帮煤台阶（4）排弃矿山剥离物作为压帮物料，形成人工压帮（5），人工压帮（5）高度与端帮煤台阶（4）高度相同，宽度为1.4
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1.8倍的端帮煤台阶（4）的平盘宽度，沿端帮（1）连续布置但不与排土场（6）最下层台阶和工作面（7）最下层台阶相连，人工压帮（5）与排土场（6）最下层台阶和工作面（7）最下层台阶之间分别预留回采沟槽（8）；布置冰冻孔：在端帮煤台阶（4）以上的台阶坡面上设置冰冻孔（9），同时在人工压帮（5）的表面和内部中间位置布置洒水管路（10）；压靠协同开采阶段包括端帮硬化、开掘靠帮回采面、对向回采和二次压帮；端帮硬化：在冬季冰冻期到来时，向冰冻孔（9）内注水；开掘靠帮回采面：在回采沟槽（8）内开采端帮煤台阶（4），开采达到端帮煤台阶（4）平盘宽度后停止掘进，开采方向转向朝向人工压帮（5）的延伸方向，形成靠帮回采面（11）；对向回采：在每个靠帮回采面（11）内开掘端帮压煤，每侧端帮（1）的两个靠帮回采面（11）分别从工作面（7）、排土场（6）向坑底中线位置对向推进（12），实现端帮压煤回收；二次压帮：在对向推进（12）的过程中，将挖掘的人工压帮（5）的物料，排弃至靠帮回采面（11）后方进行二次压帮（13）；恢复阶段包括端帮缓帮和排土预留；端帮缓帮：在冰冻期将要结束，端帮（1）靠帮开采工作接近尾声时，按照端帮揭露前的设计方式及尺寸，将端帮台阶恢复至原始台阶（2）的状态；排土预留：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆翔，周伟，田涯，张志远，王知乐，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：