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专利号: 2018111577504
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种矿山采选充+X开采模式,所述“采”为矸石少量化开采系统,所述“选”为煤矸分选系统、所述“充”为充填系统,所述“X”为采选充一体化协同的生产系统,其特征在于,包括以下步骤:第一步,根据矿井地质水文条件、矿井系统布置方式和煤炭资源开采地点来选择矸石少量化开采系统,根据煤矸分选效果、井下空间占用和分选系统性能因素选择煤矸分选系统,根据充填材料性能、材料输送方式和充填系统性能因素选择就地充填系统,形成适合本矿井实际生产需要的“采选充”系统;

第二步,根据矿井实际工程需求,确定X生产系统,形成“采选充+X”开采模式;

第三步,设计采空区充实率来满足矿井实际工程需求;

第四步,开采过程中通过动态监测设备得到实测充实率,并与工程控制对象进行对比,通过调整工艺及管理方法以确保充实率实测值满足工程控制的需要,实现工程目标。

2.根据权利要求1所述的基于煤矸分选与就地充填的矿山“采选充+X”开采方法,其特征在于,所述矸石少量化开采系统包括:掘进工作面矸石少量化开采、保护层矸石少量化开采、煤层群矸石少量化开采和夹矸煤层矸石少量化开采系统;

所述煤矸井下分选系统包括:选择性破碎煤矸分选、重介浅槽煤矸分选、动筛跳汰煤矸分选和全粒级水介煤矸分选系统;

所述就地充填系统包括:矸石充填、膏体充填、胶结材料充填和高水材料充填系统;

所述X生产系统包括:无煤柱留巷系统、充填与垮落协同生产系统、瓦斯立体抽采系统和充填效果控制反馈系统。

3.根据权利要求1或2所述的基于煤矸分选与就地充填的矿山“采选充+X”开采方法,其特征在于:第二步中确定X生产系统具体方法步骤如下:a.当矿井工程以提高煤炭资源采出率为目的时,X为无煤柱沿空留巷系统,形成“采选充+留”开采模式;

b.当矿井工程以纯矸石处理为目的时,X为充填与垮落协同生产系统,形成“采选充+处”开采模式;

c.当矿井工程以煤与瓦斯共采为目的时,X为瓦斯立体抽采系统,形成“采选充+抽”开采模式;

d.当矿井工程以含水层下煤炭与保水和谐开采、坚硬顶板下煤层群安全开采和“三下”深部煤炭资源无损开采为目的时,X为充填效果控制反馈系统,形成“采选充+控”开采模式。

4.根据权利要求3所述的基于煤矸分选与就地充填的矿山“采选充+X”开采方法,其特征在于,第三步中采空区充实率的具体方法如下:a.开采模式为“采选充+留”时,通过控制采空区充实率来控制巷旁充填体稳定性,使其代替煤柱支撑顶板置换煤炭资源,提高煤炭资源采出率,实现煤炭资源多采;

b.开采模式为“采选充+处”时,通过控制采空区充实率来控制矸石处理量,实现煤炭资源无废开采;

c.开采模式为“采选充+抽”时,通过控制采空区充实率来改变煤层透气性达到煤与瓦斯和谐共采的目的,实现煤炭伴生资源共采;

d.开采模式为“采选充+控”时,通过控制采空区充实率控制保水开采矿井的导水裂隙带高度、坚硬顶板煤层的坚硬顶板临界破断距和“三下”压煤矿井的临界等价采高,实现含水层下煤炭与保水和谐开采、坚硬顶板下煤层群安全开采和“三下”深部煤炭资源无损开采。