JP2020506309A - クリーンで効率的な採炭方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は鉱坑の固体廃棄物の処理分野に適用するクリーンで効率的な採炭方法である。鉱坑で発生する固体廃棄物（坑内廃石及び地上石炭灰を含む）の排出量に基づいて、短切羽の幅を設計する。まず、２つの隣り合う短切羽を充填採掘し、充填面の辺縁及び中実の石炭側に沿ってアンカーボルト支保を行い、坑道を保留する。２つの短切羽で保留された坑道と中間の石炭とで長切羽のシステムを構成する。長切羽に対して採掘を行うとともに、両側の短充填切羽に対してスキップ採掘を行い、長切羽で発生した廃石も同時に短切羽に運搬して充填を行うことにより、短切羽の充填採掘、長切羽の効率的な採収という連続的採掘システムを実現する。本発明は、鉱坑の地上及び坑内におけるすべての固体廃棄物を処理できるため、廃石処理のコストが低減され、生態環境への被害が軽減され、また、固体廃棄物で採掘跡空洞を充填して坑道が形成されるため、炭柱をなくし、資源の回収率が高まる。【選択図】図３
Description
本発明はクリーンで効率的な採炭方法に関し、特に鉱坑の固体廃棄物の処理の分野に適用する。
国家による資源の統合が進むにつれて、年産千万トンレベルの大型鉱坑がますます増えていることから、鉱坑で発生する固体廃棄物は爆発的に増加している。炭鉱の固体廃棄物は、主に廃石、水洗選炭後の廃石、石炭灰であり、現在の処理方法では集中して屋外に堆積することが多いため、鉱区の生態環境を損なうだけでなく、鉱区の人員の生存環境に深刻な影響を与える。
国家の総合計画と要求に基づき、新型の近代的炭鉱の建設はわが国の石炭工業の今後の発展方向であり、安全で低炭素型の炭鉱の運用及び持続可能な発展という目標を達成するために、鉱坑の固体廃棄物の処理方式を変えなければならず、鉱区における固体廃棄物の資源化と総合利用の新しい方式を探索することが強く望まれている。近年、炭鉱企業も総合利用の方法、例えば、固体廃棄物による発電、建築材料の製造、有益な鉱産物の回収、化学工業製品の製造、土壤の改良、肥料の生産、埋め戻し（建築の埋め戻し、窪地や荒地の埋め立て、鉱坑の採掘跡の埋め立て、炭鉱の陥没箇所の復旧を含む）、道路の舗装等を打ち出しているが、固体廃棄物の処理問題を徹底的に解決できず、現在、地上における固体廃棄物を迅速に処理するだけでなく、坑内の固体廃棄物を地上へ搬出しないようにする採炭方法はまだない。
本発明は、従来技術の不足を克服し、地上における固体廃棄物を迅速に処理するだけでなく、坑内の固体廃棄物を地上へ搬出しないようにする、クリーンで効率的な採炭方法を提供することを目的としている。
上記技術目的を実現するために、本発明のクリーンで効率的な採炭方法は、以下のステップを含むことを特徴とする。
（ａ）現有の鉱坑で発生する坑内廃石、地上廃石及び石炭灰を含む固体廃棄物の体積量を算出する。
（ｂ）鉱坑の規定区画の石炭層に鉱坑の固体廃棄物を充填するための長切羽を配置し、長切羽の両側にそれぞれ第１短切羽と第２短切羽を配置し、配置される短切羽の幅はｗであり、第１短切羽と第２短切羽における採炭機、油圧支持体及びベルトコンベヤ等の設備を調整し、第１短切羽と第２短切羽を同時に採掘し、採掘過程において、現有の鉱坑の固体廃棄物及び採掘中に発生した廃石で充填を行い、充填面の辺縁及び中実の石炭側にアンカーボルト支保を行って、充填面両側の坑道を保留する。
（ｃ）第１短切羽と第２短切羽における採掘が終了した後、掘削機で第１短切羽と第２短切羽との間に開削部を掘進し、それにより、第１短切羽、第２短切羽で保留された坑道と開削部とで長切羽採掘システムを構成する。
（ｄ）第１長切羽に対して採掘を行うとともに、第１短切羽の採掘設備を左側の第３短切羽に移動して採掘を行い、第２短切羽の採掘設備を右側の第４短切羽に移動して採掘を行い、長切羽の採掘中に発生した廃石も第３短切羽と第４短切羽に運搬して充填を行い、第１長切羽の採掘後に採掘跡空洞が形成され、採掘跡空洞が直ちに崩落する。
（ｅ）第３短切羽と第４短切羽の採掘が終了した後、さらにそれぞれ開削部を掘進し、それぞれ第２長切羽と第３長切羽を配置し、ステップｄを繰り返すことにより、短切羽の充填採掘、長切羽の効率的な採収という連続的採掘を実現し、このようにして、全ての規定区画の石炭層の採掘を完了する。
すべての短切羽は同じ幅であり、公式ｗ＝Ｑ／（２ｌ＊ｈ），ｗ≦６０ｍによって決定され、具体的な寸法は固体廃棄物量Ｑによって決定される（式中、ｌは短切羽の長さ、ｈは短切羽の採掘高さである）。
前記すべての長切羽の幅は１５０ｍ〜３００ｍである。
前記短切羽を充填して保留された坑道の幅は４〜６ｍである。
上記技術的解決手段を採用することにより、本発明は従来技術に比べて次の利点を有する。
（１）鉱坑の固体廃棄物をすべて短切羽に充填できるため、地上における固体廃棄物の堆積問題が解決されるとともに、坑内の固体廃棄物を地上へ搬出しないという要件も満たされ、廃石処理のコストが低減され、生態環境への被害が軽減され、鉱坑の持続可能な発展に有利である。
（２）長切羽の採収後に、両側の短切羽を同時に充填して採掘を行うことにより、短切羽の充填採掘、長切羽の効率的な採収という連続的採掘システムを実現する。
（３）固体廃棄物で短切羽の採掘跡空洞を充填して坑道が形成されるため、炭柱をなくし、資源の回収率が高まる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例をさらに説明する。
図１、図２及び図３に示すように、本発明のクリーンで効率的な採炭方法は、以下のステップを含む。
（ａ）現有の鉱坑で発生する坑内廃石、地上廃石及び石炭灰を含む固体廃棄物の体積量を算出する。
（ｂ）鉱坑の規定区画の石炭層に鉱坑の固体廃棄物を充填するための長切羽２１を配置し、前記長切羽の幅は１５０ｍ〜３００ｍであり、長切羽２１の両側にそれぞれ第１短切羽１１と第２短切羽１２を配置し、配置される短切羽の幅はｗであり、すべての短切羽は同じ幅であり、公式ｗ＝Ｑ／(２ｌ*ｈ)、ｗ≦６０ｍによって決定され、具体的な寸法は固体廃棄物量Ｑによって決定され（式中、ｌは短切羽の長さ、ｈは短切羽の採掘高さである）、第１短切羽１１と第２短切羽１２における採炭機、油圧支持体及びベルトコンベヤ等の設備を調整し、第１短切羽と第２短切羽を同時に採掘し、採掘過程において、現有の鉱坑の固体廃棄物及び採掘中に発生した廃石で充填を行い、充填面の辺縁及び中実の石炭側にアンカーボルト支保を行って、充填面両側の坑道３を保留し、前記２つの短切羽を充填して保留された坑道３の幅は４〜６ｍである。
（ｃ）第１短切羽１１と第２短切羽１２における採掘が終了した後、掘削機で第１短切羽１１と第２短切羽１２との間に開削部４を掘進し、それにより、第１短切羽１１、第２短切羽１２で保留された坑道３と開削部４とで長切羽採掘システムを構成する。
（ｄ）第１長切羽２１に対して採掘を行うとともに、第１短切羽１１の採掘設備を左側の第３短切羽１４に移動して採掘を行い、第２短切羽１２の採掘設備を右側の第４短切羽１３に移動して採掘を行い、長切羽２１の採掘中に発生した廃石も第３短切羽１４と第４短切羽１３に運搬して充填を行い、第１長切羽２１の採掘後に採掘跡空洞５が形成され、採掘跡空洞は直ちに崩落する。
（ｅ）第３短切羽１４と第４短切羽１３の採掘が終了した後、さらにそれぞれ開削部を掘進し、それぞれ第２長切羽２２と第３長切羽２３を配置し、ステップｄを繰り返すことにより、短切羽の充填採掘、長切羽の効率的な採収という連続的採掘を実現し、このようにして、全ての規定区画の石炭層の採掘を完了する。
３ 坑道
４ 開削部
５ 採掘跡空洞
１１ 第１短切羽
１２ 第２短切羽
１３ 第４短切羽
１４ 第３短切羽
２１ 第１長切羽
２２ 第２長切羽
２３ 第３長切羽
４ 開削部
５ 採掘跡空洞
１１ 第１短切羽
１２ 第２短切羽
１３ 第４短切羽
１４ 第３短切羽
２１ 第１長切羽
２２ 第２長切羽
２３ 第３長切羽
Claims (4)
- （ａ）現有の鉱坑で発生する坑内廃石、地上廃石及び石炭灰を含む固体廃棄物の体積量を算出するステップと、
（ｂ）鉱坑の規定区画の石炭層に鉱坑の固体廃棄物を充填するための第１長切羽（２１）を配置し、第１長切羽（２１）の両側にそれぞれ第１短切羽（１１）と第２短切羽（１２）を配置し、配置される短切羽の幅はｗであり、第１短切羽（１１）と第２短切羽（１２）における採炭機、油圧支持体及びベルトコンベヤ等の設備を調整し、第１短切羽と第２短切羽を同時に採掘し、採掘過程において、現有の鉱坑の固体廃棄物及び採掘中に発生した廃石で充填を行い、充填面の辺縁及び中実の石炭側にアンカーボルト支保を行って、充填面両側の坑道（３）を保留するステップと、
（ｃ）第１短切羽（１１）と第２短切羽（１２）における採掘が終了した後、掘削機で第１短切羽（１１）と第２短切羽（１２）との間に開削部（４）を掘進し、それにより、第１短切羽（１１）、第２短切羽（１２）で保留された坑道（３）と開削部（４）とで長切羽採掘システムを構成するステップと、
（ｄ）第１長切羽（２１）に対して採掘を行うとともに、第１短切羽（１１）の採掘設備を左側の第３短切羽（１４）に移動して採掘を行い、第２短切羽（１２）の採掘設備を右側の第４短切羽（１３）に移動して採掘を行い、第１長切羽（２１）の採掘中に発生した廃石も第３短切羽（１４）と第４短切羽（１３）に運搬して充填を行い、第１長切羽（２１）の採掘後に採掘跡空洞（５）が形成され、採掘跡空洞が直ちに崩落するステップと、
（ｅ）第３短切羽（１４）と第４短切羽（１３）の採掘が終了した後、さらにそれぞれ開削部（４）を掘進し、それぞれ第２長切羽（２２）と第３長切羽（２３）を配置し、ステップｄを繰り返すことにより、短切羽の充填採掘、長切羽の効率的な採収という連続的採掘を実現し、このようにして、全ての規定区画の石炭層の採掘を完了するステップと、
を含むことを特徴とするクリーンで効率的な採炭方法。 - すべての短切羽は同じ幅であり、公式ｗ＝Ｑ／(２ｌ*ｈ)，ｗ≦６０ｍによって決定され、具体的な寸法は固体廃棄物量Ｑによって決定されている（式中、ｌは短切羽の長さ、ｈは短切羽の採掘高さである）ことを特徴とする請求項１に記載のクリーンで効率的な採炭方法。
- 前記長切羽の幅が１５０ｍ〜３００ｍであることを特徴とする請求項１に記載のクリーンで効率的な採炭方法。
- 前記２つの短切羽を充填して保留された坑道（３）の幅が４〜６ｍであることを特徴とする請求項１に記載のクリーンで効率的な採炭方法。
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