【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及露天煤矿边帮压煤开采，尤其涉及一种露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法和系统。
技术介绍
1、近年来，露天煤矿的数量及产量逐步增多，受开采工艺限制，边帮压煤量大、开采难度高，露天开采剥离废石随工作面移动逐渐排放至内排土场，导致边帮压煤资源被掩埋，造成大量煤炭资源浪费。目前端帮资源回收技术主要为巷采或井工开采，巷采方式需要留设大量煤柱，受露天煤矿爆破动力作用下，煤柱失稳可能性高、安全性低，井工开采端帮资源受原有裂隙影响，采空区防灭火压力大，资源回收难。
2、而充填开采方法一直是煤矿压煤资源回收的最优解，但固体充填开采方法充实率低，难以实现充填接顶，而膏体充填开采方法需要将露天边帮剥离废石破碎加工至料浆状态，才能充填至采硐内，矸石破碎流程复杂、电耗高，因此本专利技术提出一种露天煤矿边帮压煤固体与膏体协同充填开采方法，优势互补，提高充填接顶率，降低膏体充填矸石破碎量，通过间隔采硐循环充填开采尽可能多地回收端帮压煤资源。
技术实现思路
1、本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法和系统，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。
2、本专利技术的一个目的在于提出一种露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，包括如下步骤：
3、s10：调研露天煤矿边帮压煤资源地质条件，设计边帮采硐的开采参数，并按顺序编号，其中，开采参数包括宽度、长度和倾角；
4、s20：使用边帮采煤设备将多个采硐按
5、s30：使用抛矸充填机将露天煤矿上覆台阶剥离废弃矸石抛射充填至已开采的采硐中形成堆体，并在完成堆体后封闭采硐入口；
6、s40：将膏体充填材料通过所述充填钻孔注入采硐内，直至充满后封闭钻孔，并重复充填下一条已采完的边帮采硐。
7、另外，根据本专利技术的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，还可以具有如下技术特征：
8、在本专利技术的一个示例中，在所述步骤s10中，采硐的宽度由边帮采煤设备和上覆台阶稳定性确定，采硐的宽度保持在3m～6m；采硐长度由露天矿边界范围确定，采硐长度不宜超过400m，采硐倾角应向下，角度为0～10°。
9、在本专利技术的一个示例中，在所述步骤s20中，多个采硐的指定开采方式为：依次按照顺序开采完上一个采硐后，间隔该采硐宽度的整倍数回采下一个采硐。
10、在本专利技术的一个示例中，间隔采硐宽度的整倍数回采下一个采硐的计算表达式为：
11、
12、式中：[n]为采硐宽度倍数，自动取整；q为煤柱塑性区宽度，d为采硐宽度，h为煤体高度，γ为上覆岩体容重，k为峰值压力系数，取2.5，为煤体内摩擦角，c为煤体粘聚力。
13、在本专利技术的一个示例中，在所述步骤s20中，在采硐上方各上覆台阶(2)处等间距布置充填钻孔，且相邻两个充填钻孔的间距小于等于150m。
14、在本专利技术的一个示例中，在所述步骤s30中，依据抛矸充填机的抛射轨迹确定堆体的高度，使得抛矸充填机完成废石堆体距离顶板的距离小于0.8m。
15、在本专利技术的一个示例中，所述抛矸充填机的抛射轨迹包括最远抛射距离s和抛矸高度hs，其表达式如下：
16、
17、式中：h为抛矸充填机完成后的堆体高度，c为抛矸充填机安全距离，取1.5m，θ为抛矸充填机抛射倾角，一般为13～25°，v为抛射速度，一般为2.5～10m/s，hp为抛矸平台高度，g为重力加速度。
18、在本专利技术的一个示例中，在所述步骤s30中，采用挡墙封闭采硐入口，且在挡墙上设置与外部相连通的通风孔。
19、在本专利技术的一个示例中，在所述步骤s40中，所述膏体充填材料注入采硐中是否充满依据注浆压力和通过挡墙上的通风孔观测浆液液位情况综合判断。
20、本专利技术的另一个目的在于提出一种如上述所采用的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法的开采系统，包括：
21、开采参数设计单元，配置为用于调研露天煤矿边帮压煤资源地质条件，设计边帮采硐的开采参数，并按顺序编号，其中，开采参数包括宽度、长度和倾角；
22、采硐开采单元，配置为用于使用边帮采煤设备将多个采硐按照预设参数和指定开采方式开采完毕，并在采硐上方各上覆台阶处间距布置充填钻孔；
23、第一采硐充填单元，配置为用于使用抛矸充填机将露天煤矿上覆台阶剥离废弃矸石抛射充填至已开采的采硐中形成堆体，并在完成堆体后封闭采硐入口；
24、第二采硐充填单元，配置为用于将膏体充填材料通过所述充填钻孔注入采硐内，直至充满后封闭钻孔，并重复充填下一条已采完的边帮采硐。
25、本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过间隔采硐循环充填开采露天煤矿边帮压煤资源，中间不留煤柱，受上覆载荷及爆破动力作用能力强，安全性高。并且通过抛矸固体充填消耗大量边帮剥离废石，通过膏体充填补浆提高接顶率，综合了固体充填开采与膏体充填开采的优势，降低了矸石破碎加工量，提高了充填效率。实现了矿山固废处置与资源回收和谐共赢，提高了露天煤矿整体剥采比，经济效益高。
26、下文中将结合附图对实施本专利技术的最优实施例进行更加详尽的描述，以便能容易理解本专利技术的特征和优点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
10.一种如权利要求1至权利要求9中任意一项所采用的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法的开采系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的露天煤矿边帮压煤协同充填开采方法，其特征在于，
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：周楠，张羽者，刘昆轮，闫浩，戴林，樊玉超，张吉雄，齐玉龙，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。