本发明属于矿井开采施工技术领域，具体涉及一种近水平露天煤矿过逆断层的开采方法。
背景技术：
露天煤矿大多为近水平矿床，具有多煤层、厚煤层、薄煤层、厚覆盖层赋存特点，煤层大都处于地层表部，属易开采煤层。
目前，露天近水平煤矿开采中，经常会遇到常见的一些地质构造，如断层、陷落柱等。断层的出现对露天煤矿开采有着重要的影响意义。在遇到走向与工作线方向垂直的断层时，断层将露天煤矿分为两个部分，极大地增加了露天煤矿生产技术部门的管理难度。
因此，有必要提出一种适合近水平露天煤矿过逆断层的开采工艺。
技术实现要素：
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了近水平露天煤矿过逆断层的开采方法。该近水平露天煤矿过逆断层的开采方法中，逆断层上盘的输送系统跨过逆断层后接入到逆断层下盘的输送系统，使得被断层分离的两部分露天煤矿采场工作线连接起来，简化
采矿工艺与管理，大大地提高了生产效率。
根据本发明，提供了一种近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，包括使得逆断层上盘的输送系统跨过逆断层后串联式接入到逆断层下盘的输送系统。
在一个实施例中，逆断层上盘的输送系统包括依次连接的第一段水平带式输送机、第二段跨越逆断层的倾角式输送机和第三段水平带式输送机，其中，第三段水平带式输送机连接到逆断层下盘的输送系统。
在一个实施例中，逆断层上盘中，采用单斗液压反铲进行挖掘，单斗液压反铲连接到自移式破碎站，而自移式破碎站连接到所述第一段水平带式输送机。
在一个实施例中，逆断层下盘中，采用单斗正向电铲进行挖掘，之后通过自移式破碎站连接到第四段水平带式输送机，第四段水平带式输送机连接到第五段跨到地表的倾角式输送机，其中，第四段水平带式输送机与第三段水平带式输送机连接。
在一个实施例中，第四段水平带式输送机、第五段跨到地表的倾角式输送机、第一段水平带式输送机、第二段跨越逆断层的倾角式输送机和第三段水平带式输送机均为履带式输送机。
在一个实施例中，下盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度为：
va≤0.9×(c上+c下)/ρ×(l上+l下)×h煤，
其中，c上为上盘的输送系统的运输能力，单位t/d，
c下为下盘的输送系统的运输能力，单位t/d，
ρ为煤的密度，单位kg/m3，
l上为上盘采区长度，单位m，
l下为下盘采区长度，单位m，
h煤为煤层的平均厚度，单位m。
在一个实施例中，上盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度为：
vb≤0.9×c上/ρ×l上×h煤，
其中，c上为上盘的输送系统的运输能力，单位t/d，
ρ为煤的密度，单位kg/m33，
l上为上盘采区长度，单位m，
h煤为煤层的平均厚度，单位m。
在一个实施例中，使得上盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度与下盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度相等。
在一个实施例中，上盘的输送系统的生产能力不能大于运输能力的90％，并且，下盘的输送系统的生产能力不能大于运输能力的90％。
在一个实施例中，所述第四段水平带式输送机和所述第三段水平带式输送机之间的最大间距k不大于所述第三段水平带式输送机的长度l3的二分之一，优选地，l3为25到50米。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该开采方法中，逆断层上盘的输送系统跨过逆断层后接入到逆断层下盘的输送系统，使得被断层分离的两部分露天煤矿采场工作线连接起来，简化采矿工艺与管理，大大地提高了生产效率。
附图说明
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1显示了根据本发明的一个实施例的近水平露天煤矿过逆断层的开采布设图。
附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
本发明的实施例提出了一种近水平露天煤矿过逆断层的开采方法。该露天煤矿如图1所示，在采场中出现落差较大的、与工作线方向垂直的逆断层1时，在逆断层的下盘1-1设置输送系统，而在逆断层1的上盘1-2中也设置输送系统，并且，逆断层上盘的输送系统跨过逆断层后接入到逆断层下盘的输送系统。从而，通过上述的开采方法将被逆断层1分离的两部分露天煤矿采场工作线连接起来，简化了采矿工艺与管理，大大地提高了生产效率。
具体地，在下盘1-1的输送系统中，采用单斗正向电铲2-自移式破碎站3-带式输送机4半连续开采工艺a。其中，单斗正向电铲2侧工作面开采平装车。半连续工艺a中的带式输送机包括第四段水平带式输送机4-4和第五段跨到地表的倾角式输送机4-5。其中，第四段水平带式输送机4-4与自移式破碎站3连接，以接受煤，并将煤输送至第五段跨到地表的倾角式输送机4-5。而第五段跨到地表的倾角式输送机4-5用于跨到地表，用于将煤运送出去。
逆断层上盘1-2的输送系统中，采用单斗液压反铲5-自移式破碎站3-带式输送机4半连续开采工艺b。其中，单斗液压反铲5下挖平装车。半连续工艺b中的带式输送机包括第一段水平带式输送机4-1、第二段跨越逆断层的倾角式输送机4-2和第三段水平带式输送机4-3。这三部分输送机依次串联，前段的第一段水平带式输送机4-1用于连接自移式破碎站3和第二段跨越逆断层的倾角式输送机4-2。中段的第二段跨越逆断层的倾角式输送机4-2用于跨越逆断层1。后段的第三段水平带式输送机4-3用于与半连续工艺a中的第四段水平带式输送机4-4串联。
半连续工艺a也就是下盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度为va≤0.9×(c上+c下)/ρ×(l上+l下)×h煤。上述公式中，c上为上盘的输送系统的运输能力，单位t/d；c下为下盘的输送系统的运输能力，单位t/d；ρ为煤的密度，单位kg/m3；l上为上盘采区长度，单位m；l下为下盘采区长度，单位m；h煤为煤层的平均厚度，单位m。也就是说，下盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度不仅受到下盘的输送系统的运输能力的限定，还受到上盘的输送系统的运输能力的限定。而将下盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度设定为上述值后，可以保证下盘的输送系统安全稳定的运行。
半连续工艺b也就是上盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度为vb≤0.9×c上/ρ×l上×h煤，其中，c上为上盘的输送系统的运输能力，单位t/d；ρ为煤的密度，单位kg/m3；l上为上盘采区长度，单位m；h煤为煤层的平均厚度，单位m。也就是说，上盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度受到上盘的输送系统的运输能力的限定，而将上盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度设定为上述值后，可以保证上盘的输送系统安全稳定的运行。
在一个优选地实施例中，上盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度与下盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度相等，也就是，va＝vb。这种设置方式可以保证上盘的输送系统与下盘的输送系统的协调性，用于保证输送系统的安全稳定的运行。当然，在实际生产过程中，上盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度与下盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度之间可以存在偏差，而这种偏差可以通过上盘的第三段水平带式输送机4-3的布设而进行弥补。
优选地，第四段水平带式输送机4-4、第五段跨到地表的倾角式输送机4-5、第一段水平带式输送机4-1、第二段跨越逆断层的倾角式输送机4-2和第三段水平带式输送机4-3均采为履带式输送机。这种设置可以方便输送机的移动，从而简化了输送机的布设。
上盘的输送系统的生产能力不能大于运输能力的90％，并且，下盘的输送系统的生产能力不能大于运输能力的90％。这种设置保证了上盘和下盘的相应的输送系统的运行安全，有助输送系统长期稳定的工作。
为了保证上盘的输送系统和下盘的输送系统搭接方便，进而保证输送能力，第三段水平带式输送机4-3的长度l3可以为25到50米，例如，40米。这种设置适应性地满足了带式输送机自身运行的基本的运输长度要求，最重要的是这种设置保证了相应的输送机的输送能力，以及方便了与第四段水平带式输送机4-4的搭接式连接，提高了输送效率。
另外，所述第四段水平带式输送机4-4和所述第三段水平带式输送机4-3之间的最大间距k不大于所述第三段水平带式输送机的长度l3的二分之一。其中，最大间距k指的是第四段水平带式输送机4-4的机头和所述第三段水平带式输送机4-3的机尾之间的垂直距离。这种设置可以有效保证各自输送机的运行的安全距离，以及方便检修等操作。再有，上述设置还能提高va与vb之间速度偏差的调节能力，保证整体输送系统的安全稳定生产。
在本申请中，在上盘与下盘中均设置有输送系统，且上盘的输送系统连接到下盘的输送系统中，则将不同的煤矿采场连接起来，简化了工艺与管理，大大提高了采煤的生产效率。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其特征在于，包括使得逆断层上盘的输送系统跨过逆断层后串联式接入到逆断层下盘的输送系统。
2.根据权利要求1所述的近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其特征在于，逆断层上盘的输送系统包括依次连接的第一段水平带式输送机、第二段跨越逆断层的倾角式输送机和第三段水平带式输送机，其中，第三段水平带式输送机连接到逆断层下盘的输送系统。
3.根据权利要求2所述的近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其特征在于，逆断层上盘中，采用单斗液压反铲进行挖掘，单斗液压反铲连接到自移式破碎站，而自移式破碎站连接到所述第一段水平带式输送机。
4.根据权利要求2或3所述的近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其特征在于，逆断层下盘中，采用单斗正向电铲进行挖掘，之后通过自移式破碎站连接到第四段水平带式输送机，第四段水平带式输送机连接到第五段跨到地表的倾角式输送机，其中，第四段水平带式输送机与第三段水平带式输送机连接。
5.根据权利要求4所述的近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其特征在于，第四段水平带式输送机、第五段跨到地表的倾角式输送机、第一段水平带式输送机、第二段跨越逆断层的倾角式输送机和第三段水平带式输送机均为履带式输送机。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其特征在于，下盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度为：
va≤0.9×(c上+c下)/ρ×(l上+l下)×h煤，
其中，c上为上盘的输送系统的运输能力，单位t/d，
c下为下盘的输送系统的运输能力，单位t/d，
ρ为煤的密度，单位kg/m3，
l上为上盘采区长度，单位m，
l下为下盘采区长度，单位m，
h煤为煤层的平均厚度，单位m。
7.根据权利要求6所述的近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其特征在于，上盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度为：
vb≤0.9×c上/ρ×l上×h煤，
其中，c上为上盘的输送系统的运输能力，单位t/d，
ρ为煤的密度，单位kg/m33，
l上为上盘采区长度，单位m，
h煤为煤层的平均厚度，单位m。
8.根据权利要求7所述的近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其特征在于，使得上盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度与下盘的输送系统的沿着推进方向的移动速度相等。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其特征在于，上盘的输送系统的生产能力不能大于运输能力的90％，并且，下盘的输送系统的生产能力不能大于运输能力的90％。
10.根据权利要求4或5所述的近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其特征在于，所述第四段水平带式输送机和所述第三段水平带式输送机之间的最大间距k不大于所述第三段水平带式输送机的长度l3的二分之一，优选地，l3为25到50米。
技术总结
本申请提出了一种近水平露天煤矿过逆断层的开采方法，其包括使得逆断层上盘的输送系统跨过逆断层后串联式接入到逆断层下盘的输送系统，该近水平露天煤矿过逆断层的开采方法中，逆断层上盘的输送系统跨过逆断层后接入到逆断层下盘的输送系统，使得被断层分离的两部分露天煤矿采场工作线连接起来，简化采矿工艺与管理，大大地提高了生产效率。
技术研发人员：王桂林;李福平;张鹏姣;吕文伟
受保护的技术使用者：中国神华能源股份有限公司哈尔乌素露天煤矿
技术研发日：2021.03.01
技术公布日：2021.06.11
声明：
“近水平露天煤矿过逆断层的开采方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中国神华能源股份有限公司哈尔乌素露天煤矿
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2024年12月06日 ~ 08日 
