一种巨厚倾斜煤层分区开采方法

本发明涉及一种露天矿建设和开采方法，具体涉及一种巨厚倾斜煤层分区开采方法。

背景技术：

1、煤层倾角对露天矿开采程序、剥离物内排的影响显著。根据国内倾斜煤层的开发经验，初期都采用走向拉沟、倾向推进的开采程序，具有基建工程量小、建设速度快的显著优点，但同时存在内排土场建设困难、外排土场占地面积大等问题，显著影响了资源开发的长期效益和生态扰动范围。我国西北地区分布着大量的巨厚倾斜煤层，埋藏浅、平均剥采比小、开发效益显著，随着国家煤炭开发重心西移，该类资源的高效开发对于保障国家能源安全和提升煤炭企业经济效益具有重要意义。但是巨厚倾斜煤层仍然采用传统的纵采开采程序，内排土场建设和稳定性保障更加困难，跟露天矿生产造成了巨大影响：一是露天矿生产前期剥离物大量外排，外排土场占用大量土地；二是深部开采时剥采比大、剥离物外排提升高程大，导致资源开发经济效益差，沿倾向分区或分期开采时深部还要对前期内排的物料进行二次剥离，进一步恶化了资源开发效果；三是露天矿开采后期内排量不足，资源开发结束后遗留下巨大采坑，生态修复和再利用难度大，还给矿区带来了地质灾害隐患。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种巨厚倾斜煤层分区开采方法，在剥采比均衡的同时实现露天矿内排，提高矿山安全和开采效益。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种巨厚倾斜煤层分区开采方法，包括以下步骤：

3、s1：按生产剥采比等于经济合理剥采比n的原则圈定露天开采境界，并依据煤层的赋存条件依次确定倾向边界和走向边界，煤层倾向上境界剥采比为n的位置为深浅部边界，剥采比大于n的区域为深部区，小于n的区域为浅部区；

4、s2：在露天矿走向边界上选择初始位置，沿走向拉沟，形成第一工作线，沿倾向推进第一工作线，形成开采一区；

5、s3：初始位置与倾向边界距离较近的一侧为走向短边，较远的一侧为走向长边；在紧邻走向短边和走向长边的露天矿境界外，就近分别建立短边外排土场和长边外排土场；

6、s4：开采一区推进至深浅部边界时，在保持原工作线及推进方向的基础上，分别在走向短边一侧和走向长边一侧建立第二工作线和第三工作线，同时向三个方向推进，在浅部区的走向短边一侧形成开采二区，在浅部区的走向长边一侧形成开采三区；

7、s5：开采一区继续向深部区推进至深部境界后停止推进，在深部区的走向短边一侧和深部区的走向长边一侧分别建立工作线，转向开始开采深部区的煤层；

8、s6：在开采一区形成的坑底最终帮长度达到建设内排土场工作线需要时，以开采一区深部边界的中点位置为起点，分别以开采二区、开采三区的浅部边界为终点，与煤层的底板呈一定伪斜角度，建设“八”字形内排土场的排土工作线，伪斜角度的倾斜角度小于煤层底板倾角且不大于内排土场稳定帮坡角；

9、s7：开采二区的走向长度小、推进速度大，因此会很快到达走向边界，深部区在走向短边剩余的采剥量称为短边煤柱，采用深部区沿走向和开采二区沿倾向双向推进加快回收，“八”字形内排土场的工作线随着煤层开采同步跟进，并根据剥采排关系将短边外排土场的物料逐步倒排至“八”字形内排土场，避免最后遗留矿坑；

10、s8：在短边外排土场回填完成后，走向短边一侧的所有工作线均关闭，此时只留下开采三区的浅部工作线和开采一区转向后的深部工作线，且此时两条工作线推进方向已由露天矿建设初期的沿倾向推进变为沿走向推进，实现了露天矿的纵采转横采。

11、进一步的，所述步骤s2中的第一工作线长度应满足开采一区推进至深浅部边界处采煤工作线长度大于最小坑底宽度。

12、进一步的，所述步骤s3中走向短边长度不小于一倍的最短工作线长度，不小于露天矿坑底最小宽度，不大于0.5倍的卡车运输合理运距。

13、进一步的，所述步骤s8中开采三区的工作线和开采一区转向后的深部工作线，两者采用前后交错的关系向前推进。

14、进一步的，所述步骤s6中“八”字形内排土场在建设之前先将煤层的底板进行粗糙化处理，间隔2-3米划0.5-1.0米深的沟，在沟内铺设具有强吸水物料加强排土场基底。

15、与现有技术相比，本发明建设初期仅开采煤层浅部区，剥采比小、生产成本低，可尽快回收投资，后续实现了露天矿整体纵采转横采，深部区和浅部区开采相结合，均衡了剥采比，有利于提高整体开发效益；露天矿开采前期形成三个同时作业的工作帮，可在较小的初始工作线长度条件下实现达产，从而缩小初始工作线长度，降低了基建剥离量，缩短了建设工期；通过“八”字形内排土场和纵采转横采，实现大倾角煤层开采后的剥离物内排，大量减少了外排占地；外排土场先建立后又回填，实现了露天开采结束后无外排土场和遗留采坑最小化、开采过程中无内排物料的二次剥离，剥离成本低；内排土场与煤层底板伪斜建设，降低了排土工作线的视倾角，保证了内排土场边坡安全性，促进了剥离物提前内排；工作线根据煤层赋存条件错落布置，增加了内排土场台阶容量，缩小了剥离物内排运距，内排成本低。

技术特征：

1.一种巨厚倾斜煤层分区开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种巨厚倾斜煤层分区开采方法，其特征在于：所述步骤s2中第一工作线(16)长度应满足开采一区(7)推进至深浅部边界(17)处采煤工作线长度大于最小坑底宽度。

3.根据权利要求1所述的一种巨厚倾斜煤层分区开采方法，其特征在于：所述步骤s3中走向短边(8)长度不小于一倍的最短工作线长度，不小于露天矿坑底最小宽度，不大于0.5倍的卡车运输合理运距。

4.根据权利要求1所述的一种巨厚倾斜煤层分区开采方法，其特征在于：所述步骤s8中开采三区(13)的工作线和开采一区(7)转向后的深部工作线，两者采用前后交错的关系向前推进。

5.根据权利要求1所述的一种巨厚倾斜煤层分区开采方法，其特征在于：所述步骤s6中“八”字形内排土场(15)在建设之前先将煤层(6)的底板进行粗糙化处理，间隔2-3米划0.5-1.0米深的沟，在沟内铺设具有强吸水物料加强排土场基底。

技术总结本发明一种巨厚倾斜煤层分区开采方法，包括分区建设、“八”字形内排、外排回填以及纵采转横采等步骤；本发明露天矿整体实现纵采转横采，建设初期仅开采浅部区的煤层，剥采比小，可尽快回收投资，后续深部区和浅部区开采相结合，均衡了剥采比；实现较大倾角煤层开采后的内排，大量减少了外排占地，外排土场先建立后又回填，实现了露天开采结束后无外排土场、开采过程中无内排物料的二次剥离，剥离成本小；内排土场伪斜建设，保证了安全性；工作线错落布置，保持了与内排土场的最近运输距离，内排成本低。技术研发人员：陈树召,鹿献杰,裴恩瑜受保护的技术使用者：中国矿业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9