CN110714760A - 一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法 - Google Patents
一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110714760A CN110714760A CN201911091975.9A CN201911091975A CN110714760A CN 110714760 A CN110714760 A CN 110714760A CN 201911091975 A CN201911091975 A CN 201911091975A CN 110714760 A CN110714760 A CN 110714760A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal
- mining
- roadway
- scraper
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 71
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 59
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 6
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 claims description 3
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
- E21C41/18—Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
- E21C41/22—Methods of underground mining; Layouts therefor for ores, e.g. mining placers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F1/00—Ventilation of mines or tunnels; Distribution of ventilating currents
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F16/00—Drainage
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，包括以下步骤：S1，采矿结构设计：将矿床划分为N个小型采场，沿煤铝共生矿床的铝土矿层底端上部开凿电耙巷道，其两侧间隔布置若干个出矿漏斗，沿铝土矿层顶板掘凿岩巷道；电耙巷道下方布置中段运输平巷，中段运输平巷向上开凿若干人行通风材料井；S2，协同开采顺序：采用下行式开采顺序，小型采场分两个阶段出矿，分别为爆破出矿和自然诱导崩落出矿；S3，回采工艺：分别包括凿岩、爆破、出铝土矿层、诱导煤层崩落、出煤；S4，瓦斯处理：当采场凿岩巷道施工完成后，间隔布置若干个瓦斯抽采钻场；S5，采场通风：采用局扇辅助通风；本发明从经济效益、安全性能等方面均适合煤铝共生矿的开采。
Description
技术领域
本发明涉及煤铝共生矿床开采技术领域，特别是一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法。
背景技术
我国经济发展离不开能源消耗，煤炭便是最主要的基础能源之一，虽然煤炭的燃烧给环境造成了一定污染，但目前人类生活仍离不开煤炭。关于煤炭的开采，国内外学者提出了大量的新理论、新工艺。李东印等探讨了煤矿科学产能的形成机制，阐述了确定煤矿合理生产规模的新方法；袁亮等思考了煤与瓦斯共采的现状、难题，认为需在关键技术、设备研发方面展开研究，实现深部煤与瓦斯协同开采水平的大幅度提高；钱鸣高等论述了科学采煤的思路，认为煤炭开采应实现安全、经济、环境三方面的协同结合，达到最优目标。
铝是现代高技术产业发展的关键技术支撑材料，在国民经济发展、人类生存方面具有不可取代的地位。李奔腾等从采矿方法、生产勘探、监督管理等方面研究了铝土矿层地下开采损失贫化率降低的方法与措施；孔超等认为加强铝土矿层机械化、智能化开采是未来前景目标；周扩全等认为传统的全面法、房柱法在铝土矿层开采方面也起到不可忽略的作用。
综上所述，煤和铝土矿层的开采都是当今人类生存不可回避的工作，也得到相关领域学者们的高度重视。而煤铝存在共生的情况，学者们在此方面的研究较少，仅李志刚、杨彦宏、董自祥等针对开采模式、开采方案、开采可行性等方面进行了探讨，研究的力度明显不足，如何安全高效协同开采共生的煤铝，是目前需要解决的难题。至于协同开采的理念，陈庆发等学者进行了定义，同时在该方面的研究也取得了一定成果，如协同采矿方法的合理分类、构建协同开采体系、将矿体开采与采空区治理进行梳理，实现协同开发利用的目的等。协同开采理念的提出，为矿山开采提供了新思路，因此，为解决煤铝共生矿床开采的难题，基于采矿活动导致煤岩力学性质变化的前提下，开展煤铝共生分层诱导协同开采方案的研究，以实现安全高效开采煤铝共生矿床的目的。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，为解决煤铝共生矿床开采的难题，基于采矿活动导致煤岩力学性质变化的前提下，开展煤铝共生分层诱导协同开采方案的研究，以实现安全高效开采煤铝共生矿床的目的。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，包括以下工艺步骤：S1，采矿结构设计：将矿床划分为N个小型采场，沿小型采场煤铝共生矿床的铝土矿层底端上部开凿电耙巷道，其两侧间隔布置若干个出矿漏斗，电耙巷道的两端连接电耙联络道，出矿漏斗包括斗穿、斗颈；为凿岩安全、方便瓦斯抽采，沿铝土矿层顶板掘凿岩巷道，该凿岩巷道兼做上方煤层瓦斯抽采巷道用，凿岩巷道的两端连接有凿岩联络道；采场底部，电耙巷道下方布置中段运输平巷，中段运输平巷一侧向上开凿若干人行通风材料井，连通上方的电耙联络道和凿岩联络道；电耙巷道上布置有电耙绞车，电耙巷道通过放矿溜井与中段运输平巷连通；电耙联络道上布置有电耙硐室；S2，协同开采顺序：采用下行式开采顺序，即整个煤铝共生矿床的开采顺序为由上往下逐一进行推进；单个小型采场分两个阶段出矿，分别为爆破出矿和自然诱导崩落出矿；S3，回采工艺：分别包括凿岩、爆破、出铝土矿层、诱导煤层崩落、出煤五个过程；S4，瓦斯处理：每个采场底盘漏斗形成之前完成采场的瓦斯抽采工作。当采场凿岩巷道施工完成后，间隔布置若干个瓦斯抽采钻场，每个钻场布置9个抽采钻孔；S5，采场通风：采场主风压由矿井主风机提供，新鲜风流进入中段运输平巷后，采用局扇辅助通风，每个小型采场配备4台局扇，凿岩巷道、电耙巷道上下端口各安置一台，辅助通风方式为压抽混合式，下端口局扇压入新鲜风流，上端口局扇抽出污风风流，铝土矿层开采时，凿岩巷道、电耙巷道两条通风线路贯通，可满足通风要求；
进一步的，S3中所述凿岩为：选用YTP-26型气腿式凿岩机钻凿直径40mm、孔深2.0-3.0m的下向扇形孔，且凿岩作业地点在凿岩巷道内；所述爆破为：下向扇形孔钻凿完成后，将直径32mm的药卷装入钻孔内，放入导爆管、堵塞孔口、布设好起爆网络后，进行毫秒微差爆破，爆破炸药选用煤矿许用炸药，目的是减少对上覆煤层开采的影响；所述出铝土矿层为：崩落的铝土矿层受重力作用落至采场底盘漏斗中，然后由电耙耙运至采场底部的放矿溜井，最后装入矿车经中段运输平巷运出；所述诱导煤层崩落为：当铝土矿层出矿完成后，上覆煤层及粘土页岩层下方形成高度约为需崩落层2倍的空间，在自重应力及上覆岩层压力作用下，经历一段时间后便会自行垮塌，垮落的煤矿受重力冲击作用产生二次破裂，可形成适合漏斗出矿的煤块；所述出煤为：与上述出铝土矿层工艺相同，不同之处是出煤之前要进行采场内瓦斯处理，待瓦斯达到适合出煤的标准后再进行放矿出煤；
进一步的，所述S1中每个小型采场的斜长为40-60m、宽为40-50m、间柱宽4m、顶柱与底柱高为煤铝层及中间所夹岩层高度之和、顶柱与底柱宽为6-8m；
进一步的，所述电耙巷道位于铝土矿层底板6-8m垂高处，若干个出矿漏斗之间的间距为6m，阶段运输巷道位于电耙巷道下方5m处，若干人行通风材料井之间的间距为40-50m；
进一步的，S2中所述爆破出矿为先崩落下层的铝土矿层并进行出矿，自然诱导崩落出矿是由煤层下方形成的大面积暴露空间诱导上方煤层自然垮落，通风处理瓦斯后进行二次出矿；
进一步的，S4中每间隔10-15m布置一瓦斯抽采钻场；
与现有技术相比，本发明煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法具有以下有益效果：
(1)本发明的凿岩巷道沿铝土矿层层顶板掘进，在开采铝土矿层之前其作为瓦斯抽采巷道，当诱导崩落煤层后，采用局扇压抽混合的方式加强采场通风，可及时排出采场内二次溢出的瓦斯，总体来说，采用本发明的方法可有效避免瓦斯、煤尘爆炸等事故的发生。
(2)本发明的中段运输平巷高程差一般为10～20m，水平间距一般为 40～50m，其与电耙巷道、凿岩巷道交错形成了网状排水系统，当配备符合生产要求的排水设备，再结合煤铝共生矿床涌水量较小的特点，可及时排出生产时矿井的涌水，避免发生突水淹井事故。
(3)本发明的采场通风线路明确，风质、风量满足生产要求；采场主风压由矿井主风机提供，新鲜风流进入中段运输平巷后，采用局扇辅助通风，每个采场配备4台局扇，凿岩巷道、电耙巷道上下端口各安置一台，辅助通风方式为压抽混合式，下端口局扇压入新鲜风流，上端口局扇抽出污风风流，铝土矿层层开采时，凿岩巷道、电耙巷道两条通风线路贯通，可满足通风要求；煤层崩落后，虽然凿岩巷道通风线路受阻，但破碎煤块之间空隙仍可贯通风流，此时，采场电耙道仍然可顺利进行通风，二者结合仍可满足采场生产时的通风要求。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的A-A剖面图；
图3为本发明实施例的B-B剖面图；
图4为本发明实施例的回采工艺图；
图5为本发明实施例的瓦斯处理示意图；
图6为本发明实施例的瓦斯处理C-C示意图；
图7为本发明实施例的采场通风框图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1-7所示的煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，包括以下工艺步骤：
(1)本实施例的采矿结构设计：将矿床划分为N个小型采场，如图1-3所示，该小型采场斜长为40-60m、宽为40-50m、间柱13宽4m、顶柱11与底柱 12高为煤铝层及中间所夹粘土页岩层22高度之和，顶柱11与底柱12宽为6-8m；沿煤铝共生矿床的铝土矿层21底板6-8m垂高处开凿电耙巷道4，电耙巷道的两端连接电耙联络道8，其两侧布置间距为6m的出矿漏斗7，出矿漏斗7包括斗穿5、斗颈6；为凿岩安全、方便瓦斯抽采，沿铝土矿层21顶板掘凿岩巷道10，该凿岩巷道兼做上方煤层瓦斯抽采巷道用，也可称为煤层的瓦斯底抽巷道；凿岩巷道10的两端连接有凿岩联络道9；采场底部，电耙巷道4下方5m处布置中段运输平巷1，中段运输平巷一侧1每间距40-50m时向上开凿人行通风材料井 3，连通上方的电耙联络道8和凿岩联络道9；电耙巷道4上布置有电耙绞车14，电耙巷道通过两端的放矿溜井2与中段运输平巷1连通；电耙联络道8上布置有电耙硐室15。
(2)本实施例的协同开采顺序：如图4所示，整个矿床的开采顺序为由上往下逐一进行推进，这一顺序可称为下行式开采，单个采场分两个阶段进行出矿，一是爆破出矿，一是自然诱导崩落出矿。第一步，先崩落下层的铝土矿层并进行出矿，第二步是由煤层下方形成的大面积暴露空间诱导上方煤层自然垮落，通风处理瓦斯后进行二次出矿；图4(a)为崩落铝土矿层并进行出矿示意图，图4(b)为诱导煤层垮落空间形成示意图，图4(c)为煤层自然垮落进行出煤示意图。
(3)本实施例的回采工艺：本实施例涉及煤、铝土两种矿产资源的开采，具体回采工艺主要涉及凿岩、爆破、出铝土矿层、诱导煤层崩落、出煤；凿岩：基于铝土矿层的力学性质及地质概况，结合矿山生产规模较小的特点，选用 YTP-26型气腿式凿岩机钻凿直径40mm、孔深2.0～3.0m的下向扇形孔，且凿岩作业地点在凿岩巷道内，可有效提高凿岩作业的安全性，凿岩作业满足矿山安全生产的要求；爆破：下向钻孔钻凿完成后，将直径32mm的药卷装入钻孔内，放入导爆管、堵塞孔口、布设好起爆网络后，进行毫秒微差爆破，爆破炸药选用煤矿许用炸药，目的是减少对上覆煤层开采的影响；出铝土矿层：崩落的铝土矿层受重力作用落至采场底盘出矿漏斗7中，然后由电耙绞车14耙运至采场底部的放矿溜井2，最后装入矿车经中段运输平巷1运出；诱导煤层崩落：当铝土矿层21出矿完成后，煤层23及粘土页岩层22下方形成高度约为需崩落层2 倍的空间，需崩落层原有坚固性及完整性较差，在受铝土矿层21爆破冲击扰动后稳固性更差，因此，在自重应力及粘土页岩层22压力作用下，经历一段时间后便会自行垮塌，垮落的煤矿受重力冲击作用产生二次破裂，可形成适合出矿漏斗7的煤块；出煤：出煤的工艺与出铝土矿层的工艺类似，不同之处是出煤之前要进行采场内瓦斯处理，待瓦斯达到适合出煤的标准后再进行放矿出煤。
(4)瓦斯处理：如图5，图6所示，图5为本实施例的矿床瓦斯处理结构示意图，图6为图5C-C剖面图，本实施例的煤铝共生矿床虽然瓦斯含量较小，但由于铝土矿层采用爆破开采，煤层采用自然崩落开采，且都利用矿石自重进行放矿，电耙运搬进行出矿，为避免瓦斯事故，必须加强瓦斯处理工作，即每个采场出矿漏斗7形成之前完成采场的瓦斯抽采工作，当采场凿岩巷道施工完成后，每间隔10～15m布置一瓦斯抽采钻场，每个钻场布置9个抽采钻孔，钻孔夹角为18°。
(5)采场通风：煤铝共生矿床开采，需及时排出采场内滞留的瓦斯，采场通风线路应明确，风质、风量应能满足生产要求；如图7所示，本实施例的采场通风线路，采场主风压由矿井主风机提供，新鲜风流进入中段运输平巷后，采用局扇辅助通风，每个采场配备4台局扇，凿岩巷道、电耙巷道上下端口各安置一台，辅助通风方式为压抽混合式，下端口局扇压入新鲜风流，上端口局扇抽出污风风流，铝土矿层开采时，凿岩巷道、电耙巷道两条通风线路贯通，可满足通风要求，煤层崩落后，虽然凿岩巷道通风线路受阻，但破碎煤块之间空隙仍可贯通风流，此时，采场电耙道仍然可顺利进行通风，二者结合仍可满足采场生产时的通风要求。
本实施例是基于该矿地层岩性，结合同类岩石的力学参数，探索煤铝共生分层诱导协同开采方案，分层诱导协同开采方案首先要考虑的便是矿床赋存各类岩石的力学条件，通过各煤岩层的力学条件推演煤岩层的稳定条件，进一步估算诱导煤岩层垮落的临界条件，最终达到煤与铝协同开采的目的；该矿床与煤铝开采有关的煤岩层由上至下主要为粘土层、泥岩、砂质泥岩、炭质页岩、煤层、粘土页岩、铝土矿层、铁质页岩各煤岩层的物理力学参数详见表1：
本实施例的煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法的优缺点对比分析详见表2：
表2煤铝共生开采模式优缺点对比分析
从表2中分析发现，开采工艺、瓦斯处理难度、围岩控制、通风条件、生产能力、劳动强度及开采成本方面，煤铝土分层诱导协同开采模式都明显优于其它三种模式，且本实施例矿煤层与铝土矿层之间所夹粘土页岩层平均厚度约为1m，诱导煤层开采时，废石量较少，且开采的废石可用于周边塌陷区的回填，综合考虑，认为煤铝土分层诱导协同开采模式更适合该矿煤与铝土矿层矿层的开采。
煤铝共生矿体赋含两种矿产资源，针对该类矿床特征提出煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，将该方案与仅开采煤层或仅开采铝土矿层的方案进行经济对比，见表3。
基于表3，以可采储量估算三种方案的经济效益，本实施例的煤铝共生矿床煤的可采储量为20Mt，铝土矿层可采储量为15Mt，经计算，三种方案的最终可取得的效益为：A方案为72.56亿；B方案为60.66亿；C方案为19.8亿。由此可得，采用分层诱导协同开采出矿方法的经济效益最可观。
表3某煤铝共生矿床开采三种方案经济对比分析表
煤铝共生矿床涉及煤、铝土两种矿产资源，煤层、顶底板围岩中的瓦斯、水等可能造成安全事故，需加强采矿安全方面的探索，主要需高度重视瓦斯、水、顶板围岩三方面的安全问题；煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法设计时关于安全方面的考虑如下：
瓦斯：煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法的凿岩巷道沿铝土矿层层顶板掘进，在开采铝土矿层之前其作为瓦斯抽采巷道，当诱导崩落煤层后，采用局扇压抽混合的方式加强采场通风，可及时排出采场内二次溢出的瓦斯，总体来说，采用本发明的方法可有效避免瓦斯、煤尘爆炸等事故的发生。
水：煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法的中段运输平巷高程差一般为 10～20m，水平间距一般为40～50m，其与电耙巷道、凿岩巷道交错形成了网状排水系统，当配备符合生产要求的排水设备，再结合煤铝共生矿床涌水量较小的特点，可及时排出生产时矿井的涌水，避免发生突水淹井事故。
顶板围岩控制：煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法的钻凿钻孔、抽采瓦斯等作业的位置都是凿岩巷道，避免了直接暴露于矿体顶板下作业，有效提高了工人的安全性；但1煤层和铝土矿层之间的夹岩层厚度较小，巷道围岩支护需加强，可通过加密加长锚杆、锚索等方式提高巷道顶板及两帮围岩的稳定性。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
S1，采矿结构设计：将矿床划分为N个小型采场，沿小型采场煤铝共生矿床的铝土矿层的底端上部开凿电耙巷道，其两侧间隔布置若干个出矿漏斗，电耙巷道的两端连接电耙联络道，出矿漏斗包括斗穿、斗颈；为凿岩安全、方便瓦斯抽采，沿铝土矿层顶板掘凿岩巷道，该凿岩巷道兼做上方煤层瓦斯抽采巷道用，凿岩巷道的两端连接有凿岩联络道；采场底部，电耙巷道下方布置中段运输平巷，中段运输平巷一侧向上开凿若干人行通风材料井，连通上方的电耙联络道和凿岩联络道；电耙巷道上布置电耙绞车，电耙巷道通过放矿溜井与中段运输平巷连通；电耙联络道上布置电耙硐室；
S2，协同开采顺序：采用下行式开采顺序，即整个煤铝共生矿床的开采顺序为由上往下逐一进行推进；单个小型采场分两个阶段出矿，分别为爆破出矿和自然诱导崩落出矿；
S3，回采工艺：分别包括凿岩、爆破、出铝土矿层、诱导煤层崩落、出煤五个过程；
S4，瓦斯处理：每个采场底盘漏斗形成之前完成采场的瓦斯抽采工作。当采场凿岩巷道施工完成后，间隔布置若干个瓦斯抽采钻场，每个钻场布置9个抽采钻孔；
S5，采场通风：采场主风压由矿井主风机提供，新鲜风流进入中段运输平巷后，采用局扇辅助通风，每个小型采场配备4台局扇，凿岩巷道、电耙巷道上下端口各安置一台，辅助通风方式为压抽混合式，下端口局扇压入新鲜风流，上端口局扇抽出污风风流，铝土矿层开采时，凿岩巷道、电耙巷道两条通风线路贯通，可满足通风要求。
2.根据权利要求1所述的煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，其特征在于，S3中所述凿岩为：选用YTP-26型气腿式凿岩机钻凿直径40mm、孔深2.0-3.0m的下向扇形孔，且凿岩作业地点在凿岩巷道内；所述爆破为：下向扇形孔钻凿完成后，将直径32mm的药卷装入钻孔内，放入导爆管、堵塞孔口、布设好起爆网络后，进行毫秒微差爆破，爆破炸药选用煤矿许用炸药，目的是减少对上覆煤层开采的影响；所述出铝土矿层为：崩落的铝土矿层受重力作用落至采场底盘漏斗中，然后由电耙耙运至采场底部的放矿溜井，最后装入矿车经中段运输平巷运出；所述诱导煤层崩落为：当铝土矿层出矿完成后，上覆煤层及粘土页岩层下方形成高度约为需崩落层2倍的空间，在自重应力及上覆岩层压力作用下，经历一段时间后便会自行垮塌，垮落的煤矿受重力冲击作用产生二次破裂，可形成适合漏斗出矿的煤块；所述出煤为：与上述出铝土矿层工艺相同，不同之处是出煤之前要进行采场内瓦斯处理，待瓦斯达到适合出煤的标准后再进行放矿出煤。
3.根据权利要求2所述的煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，其特征在于，所述S1中每个小型采场的斜长为40-60m、宽为40-50m、间柱宽4m、顶柱与底柱高为煤铝层及中间所夹岩层高度之和、顶柱与底柱宽为6-8m。
4.根据权利要求3所述的煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，其特征在于，所述电耙巷道位于铝土矿层底板6-8m垂高处，若干个出矿漏斗之间的间距为6m，阶段运输巷道位于电耙巷道下方5m处，若干人行通风材料井之间的间距为40-50m。
5.根据权利要求4所述的煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，其特征在于，S2中所述爆破出矿为先崩落下层的铝土矿层并进行出矿，自然诱导崩落出矿是由煤层下方形成的大面积暴露空间诱导上方煤层自然垮落，通风处理瓦斯后进行二次出矿。
6.根据权利要求5所述的煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法，其特征在于，S4中每间隔10-15m布置一瓦斯抽采钻场。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911091975.9A CN110714760B (zh) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | 一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911091975.9A CN110714760B (zh) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | 一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110714760A true CN110714760A (zh) | 2020-01-21 |
| CN110714760B CN110714760B (zh) | 2020-11-06 |
Family
ID=69215772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911091975.9A Expired - Fee Related CN110714760B (zh) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | 一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110714760B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112901170A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-04 | 河南理工大学 | 一种共享工作面的煤铝联采方法 |
| CN113027459A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-06-25 | 中国矿业大学 | 煤与煤系共生铝土矿协调开采系统及其上行开拓延伸方法 |
| CN113653491A (zh) * | 2021-10-21 | 2021-11-16 | 煤炭科学研究总院 | 一种煤层群的冲击地压井下防治方法 |
| CN114370273A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-04-19 | 中国矿业大学(北京) | 一种无矿柱留设及无巷道掘进资源共采方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1172891A (zh) * | 1996-08-06 | 1998-02-11 | 罗建民 | 整体采煤方法 |
| CN101196114A (zh) * | 2006-12-06 | 2008-06-11 | 金长亮 | 一种分层采矿方法 |
| US20110173139A1 (en) * | 2010-01-11 | 2011-07-14 | Bert Zauderer | Slagging coal combustor for cementitious slag production, metal oxide reduction, shale gas and oil recovery, enviromental remediation, emission control and co2 sequestration |
| CN105114080A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-02 | 冀中能源峰峰集团有限公司 | 一种保护层及无人化薄煤层开采方法 |
| CN108952722A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-12-07 | 西北矿冶研究院 | 一种适合开采缓倾斜围岩稳固厚大矿体的分段空场法 |
| CN110030031A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-07-19 | 天地科技股份有限公司 | 一种长壁回收房柱式采空区遗留煤柱的方法 |
-
2019
- 2019-11-08 CN CN201911091975.9A patent/CN110714760B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1172891A (zh) * | 1996-08-06 | 1998-02-11 | 罗建民 | 整体采煤方法 |
| CN101196114A (zh) * | 2006-12-06 | 2008-06-11 | 金长亮 | 一种分层采矿方法 |
| US20110173139A1 (en) * | 2010-01-11 | 2011-07-14 | Bert Zauderer | Slagging coal combustor for cementitious slag production, metal oxide reduction, shale gas and oil recovery, enviromental remediation, emission control and co2 sequestration |
| CN105114080A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-02 | 冀中能源峰峰集团有限公司 | 一种保护层及无人化薄煤层开采方法 |
| CN108952722A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-12-07 | 西北矿冶研究院 | 一种适合开采缓倾斜围岩稳固厚大矿体的分段空场法 |
| CN110030031A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-07-19 | 天地科技股份有限公司 | 一种长壁回收房柱式采空区遗留煤柱的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 杨彦宏: "煤铝共生资源联合开采方案设计", 《煤炭工程》 * |
| 董自祥: "煤铝共生井田煤铝联合开采的可行性分析", 《中国煤炭》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112901170A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-04 | 河南理工大学 | 一种共享工作面的煤铝联采方法 |
| CN112901170B (zh) * | 2021-01-28 | 2023-02-07 | 河南理工大学 | 一种共享工作面的煤铝联采方法 |
| CN113027459A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-06-25 | 中国矿业大学 | 煤与煤系共生铝土矿协调开采系统及其上行开拓延伸方法 |
| CN113027459B (zh) * | 2021-04-25 | 2021-09-24 | 中国矿业大学 | 煤与煤系共生铝土矿协调开采系统及其上行开拓延伸方法 |
| CN113653491A (zh) * | 2021-10-21 | 2021-11-16 | 煤炭科学研究总院 | 一种煤层群的冲击地压井下防治方法 |
| CN113653491B (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-14 | 煤炭科学研究总院 | 一种煤层群的冲击地压井下防治方法 |
| CN114370273A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-04-19 | 中国矿业大学(北京) | 一种无矿柱留设及无巷道掘进资源共采方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110714760B (zh) | 2020-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110714760B (zh) | 一种煤铝共生分层诱导协同开采的采矿方法 | |
| CN101737052B (zh) | 一种分段充填采矿方法 | |
| CN101105129B (zh) | 采矿环境再造连续采矿嗣后充填采矿法 | |
| CN103089266B (zh) | 露天转地下过渡期无底柱分段空场崩落采矿方法 | |
| CN100554642C (zh) | 一种长壁综采回收房式开采煤柱的方法 | |
| CN106761912B (zh) | 一种适合于不稳定岩层的高效上向进路分层充填采矿方法 | |
| CN107893658B (zh) | 强地压环境下极厚大矿体阶段空场嗣后充填采矿方法 | |
| CN105587318A (zh) | 一种缓倾斜平行中厚矿体群连续回采的充填采矿法 | |
| CN106223958A (zh) | 倾斜中厚矿体分区凿岩阶段落矿嗣后充填协同采矿法 | |
| CN106499396B (zh) | 一种中厚缓倾斜含废石夹层矿体房柱采矿法 | |
| CN203452793U (zh) | 近地表厚大、较倾斜矿体开采用浅孔留矿法的矿房结构 | |
| CN102953732A (zh) | 房柱式大直径深孔倒台阶状分段侧向崩矿嗣后充填采矿法 | |
| CN105909247A (zh) | 无底柱分段胶结充填采矿方法 | |
| CN103104259A (zh) | 倾斜破碎矿体分段顶板再造中深孔落矿充填采矿法 | |
| CN109869150B (zh) | 一种矿山资源分段全采局充开采方法 | |
| CN103527196A (zh) | 一种黄土充填回收房式煤柱的方法 | |
| CN102086765A (zh) | 一种极薄铜矿体高分段多分层采矿法 | |
| CN112796758A (zh) | 高分段无切割天井拉槽中深孔阶段空场嗣后充填采矿法 | |
| CN110410076A (zh) | 一种用于老房柱采空区遗留煤柱回收的充填开采方法 | |
| CN103982186B (zh) | 无底柱后退式竖向倾斜分条分段崩落采矿法 | |
| CN108412494A (zh) | 一种长臂纵向条带式膏体充填回采工艺 | |
| CN201474347U (zh) | 一种分段矿房 | |
| CN106121649A (zh) | 采用阶段矿房法回采矿房的存窿矿石的回采方法 | |
| CN105298493A (zh) | 地下缓倾斜薄层状玉石矿无损爆破采矿方法 | |
| CN117514325A (zh) | 适用于缓倾斜厚大矿体的盘区上向进路干式充填采矿法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20201106 |