本发明是一种清洁高效的采煤方法，适用于矿井固体废弃物处理领域。根据矿井产生的固废排放量，包括井下煤矸石和地面粉煤灰，设计短段工作面的宽度；先充填开采两个相邻的短段工作面，沿充填面边缘以及实体煤侧进行锚杆支护保留巷道；两个短段工作面保留下的巷道与中间的煤体构成长段工作面的系统；开采长段工作面，同时跳采两侧短段充填工作面，长段工作面产生的矸石同时也转运到短段工作面进行充填，从而实现短面充填开采、长面高效回采的连续开采系统。本发明可处理矿井地面和井下所有的固体废弃物，降低了矸石处理的成本，减轻了对生态环境的损害，同时利用固体废弃物充填采空区形成巷道，消除了煤柱，提高资源的回收率。
1.一种清洁高效的采煤方法，其特征是包括如下步骤：
a．计算现有矿井产生的固体废弃物的体积量，固体废弃物包括井下煤矸石和地面煤矸石、粉煤灰；
b. 在矿井井田煤层布置用于充填矿井固体废弃物的长段工作面Ⅰ（21），在长段工作面Ⅰ（21）的两侧分别布置短段工作面Ⅰ（11）和短段工作面Ⅱ（12），布置短工作面的宽度为w，调试短段工作面Ⅰ（11）和短段工作面Ⅱ（12）中的采煤机、液压支架和皮带运输机设备，同时开采短段工作面Ⅰ和短段工作面Ⅱ，在开采中将现有矿井的固体废弃物以及开采中产生的煤矸石进行充填，对充填面边缘以及实体煤侧进行锚杆支护保留充填面两侧的留巷（3）；
c．短段工作面Ⅰ（11）和短段工作面Ⅱ（12）开采结束后，利用掘进机在短段工作面Ⅰ（11）和短段工作面Ⅱ（12）之间掘进出开切眼（4），从而使短段工作面Ⅰ（11）、短段工作面Ⅱ（12）保留下的留巷（3）和开切眼（4）构成长段工作面开采系统；
d．开采长段工作面Ⅰ（21），同时转移短段工作面Ⅰ（11）的开采设备至左侧的短段工作面Ⅲ（14）进行开采，转移短段工作面Ⅱ（12）的开采设备至右侧的短段工作面Ⅳ（13）进行开采，长段工作面Ⅰ（21）开采中产生的煤矸石也转运到短段工作面Ⅲ（14）和短段工作面Ⅳ（13）中进行充填，长段工作面Ⅰ（21）开采后形成采空区（5），采空区直接垮落；
e．待短段工作面Ⅲ（14）和短段工作面Ⅳ（13）开采完后，再分别掘进开切眼（4），分别布置长段工作面Ⅱ（22）和长段工作面Ⅲ（23），重复步骤d，从而实现短段工作面充填开采、长段工作面高效回采的连续开采，以此类推，完成整个井田煤层的开采；
所有短段工作面宽度相同，利用公式w=Q/(2l*h)，w≤60m确定，具体尺寸由固体废弃物量Q确定，式中，l为短段工作面长度，h为短段工作面开采高度；
所述的长段工作面Ⅰ（21）、长段工作面Ⅱ（22）和长段工作面Ⅲ（23）的宽度为150m~
所述的短段工作面Ⅰ（11）、短段工作面Ⅱ（12）、短段工作面Ⅲ（14）和短段工作面Ⅳ（13）充填后保留下的留巷（3）宽度为4 6m。
一种清洁高效的采煤方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种清洁高效的采煤方法，尤其适用于矿井固体废弃物处理领域。
背景技术
[0002] 随着国家资源的不断整合，年产千万吨的大型矿井不断增多，使得矿井产生的固体废弃物呈现爆发式的增长，煤矿固体废弃物最主要的是煤矸石、洗选矸石、粉煤灰，现在处理的方式大多是集中露天堆放，不仅对矿区生态环境造成伤害，而且对矿区人员生存环境造成严重威胁。
[0003] 根据国家的总体规划和要求，新型现代化煤矿的建设是我国今后煤炭工业发展的方向，促进煤矿安全低碳运行和可持续发展的目标，因此，矿井固体废弃物处理方式必须要改变，需探索矿区固废资源化综合利用的新模式。近年来，煤矿企业也提出综合利用的途径，例如，固废发电、生产建筑材料、回收有益矿产品、制取化工产品、改良土壤、生产肥料、回填(包括建筑回填、填低洼地和荒地、充填矿井采空区、煤矿塌陷区复垦)、筑路等，但并不能彻底的解决固废处理问题，目前尚缺少一种既快速处理地面固体废弃物又实现井下固体废弃物不升井的采煤方法。
发明内容
[0004] 技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种既快速处理地面固体废弃物又实现井下固体废弃物不升井的清洁高效的采煤方法。
[0005] 技术方案：为实现上述技术目的，本发明的清洁高效的采煤方法，其特征是包括如下步骤：
[0006] a.计算现有矿井产生的固体废弃物的体积量，固体废弃物包括井下煤矸石和地面煤矸石、粉煤灰；
[0007] b.在矿井井田煤层布置用于充填矿井固体废弃物的长段工作面，在长段工作面的两侧分别布置短段工作面Ⅰ和短段工作面Ⅱ，布置短工作面的宽度为w，调试短段工作面Ⅰ和短段工作面Ⅱ中的采煤机、液压支架和皮带运输机设备，同时开采短段工作面Ⅰ和短段工作面Ⅱ，在开采中将现有矿井的固体废弃物以及开采中产生的煤矸石进行充填，对充填面边缘以及实体煤侧进行锚杆支护保留充填面两侧的留巷；
[0008] c.短段工作面Ⅰ和短段工作面Ⅱ开采结束后，利用掘进机在短段工作面Ⅰ和短段工作面Ⅱ之间掘进出开切眼，从而使短段工作面Ⅰ、短段工作面Ⅱ保留下的留巷和开切眼构成长段工作面开采系统；
[0009] d.开采长段工作面Ⅰ，同时转移短段工作面Ⅰ的开采设备至左侧的短段工作面Ⅲ进行开采，转移短段工作面Ⅱ的开采设备至右侧的短段工作面Ⅳ进行开采，长段工作面开采中产生的煤矸石也转运到短段工作面Ⅲ和短段工作面Ⅳ中进行充填，长段工作面Ⅰ开采后形成采空区，采空区直接垮落。
[0010] e.待短段工作面Ⅲ和短段工作面Ⅳ开采完后，再分别掘进开切眼，分别布置长段工作面Ⅱ和长段工作面Ⅲ，重复步骤d，从而实现短段工作面充填开采、长段工作面高效回采的连续开采，以此类推，完成整个井田煤层的开采。
[0011] 所有短段工作面宽度相同，利用公式w＝Q/(2l*h)，w≤60m确定，具体尺寸由固体废弃物量Q确定，式中，l为短段工作面长度，h为短段工作面开采高度。
[0012] 所述的所有长段工作面宽度为150m～300m。
[0013] 所述的短段工作面充填后保留下的留巷宽度为4～6m。
[0014] 有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0015] (1)矿井的固体废弃物都可充填到短段工作面中，解决了地面固体废弃物堆放问题，同时又达到了井下固体废弃物不上井要求，降低了矸石处理的成本，减轻了对生态环境的损害，有利于矿井的可持续发展。
[0016] (2)长段工作面回采后，两侧的短段工作面同时充填开采，实现了短面充填开采、长面高效回采的连续开采系统。
[0017] (3)利用固体废弃物充填短段工作面采空区形成巷道，消除了煤柱，提高资源的回收率。
附图说明
[0018] 图1是本发明的一种清洁高效的采煤方法的短段工作面开采示意图；
[0019] 图2是本发明的一种清洁高效的采煤方法的长段工作面开采示意图；
[0020] 图3是本发明的一种清洁高效的采煤方法的短段工作面充填开采长段工作面高效回采示意图。
[0021] 图中：11-短段工作面Ⅰ；12-短段工作面Ⅱ；13-短段工作面Ⅲ；14-短段工作面Ⅳ；21-长段工作面Ⅰ；22-长段工作面Ⅱ；23-长段工作面Ⅲ；3-留巷；4-开切眼；5-采空区。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图1-3对本发明的一个实施例作进一步的描述：
[0023] 如图1、图2和图3所示本发明的清洁高效的采煤方法，包括如下步骤：
[0024] a.计算现有矿井产生的固体废弃物的体积量，固体废弃物包括井下煤矸石和地面煤矸石、粉煤灰；
[0025] b.在矿井井田煤层布置用于充填矿井固体废弃物的长段工作面21，所述的长段工作面宽度为150m～300m，在长段工作面21的两侧分别布置短段工作面Ⅰ11和短段工作面Ⅱ12，布置短工作面的宽度为w，所有短段工作面宽度相同，利用公式w＝Q/(2l*h)，w≤60m确定，具体尺寸由固体废弃物量Q确定，式中，l为短段工作面长度，h为短段工作面开采高度；
调试短段工作面Ⅰ11和短段工作面Ⅱ12中的采煤机、液压支架和皮带运输机设备，同时开采短段工作面Ⅰ和短段工作面Ⅱ，在开采中将现有矿井的固体废弃物以及开采中产生的煤矸石进行充填，对充填面边缘以及实体煤侧进行锚杆支护保留充填面两侧的留巷3，所述的两个短段工作面充填后保留下的留巷3宽度为4～6m；
[0026] c.短段工作面Ⅰ11和短段工作面Ⅱ12开采结束后，利用掘进机在短段工作面Ⅰ11和短段工作面Ⅱ12之间掘进出开切眼4，从而使短段工作面Ⅰ11、短段工作面Ⅱ12保留下的留巷和开切眼4构成长段工作面开采系统；
[0027] d.开采长段工作面Ⅰ21，同时转移短段工作面Ⅰ11的开采设备至左侧的短段工作面Ⅲ14进行开采，转移短段工作面Ⅱ12的开采设备至右侧的短段工作面Ⅳ13进行开采，长段工作面21开采中产生的煤矸石也转运到短段工作面Ⅲ14和短段工作面Ⅳ13中进行充填，长段工作面Ⅰ21开采后形成采空区5，采空区直接垮落。
[0028] e.待短段工作面Ⅲ14和短段工作面Ⅳ13开采完后，再分别掘进开切眼，分别布置长段工作面Ⅱ22和长段工作面Ⅲ23，重复步骤d，从而实现短段工作面充填开采、长段工作面高效回采的连续开采，以此类推，完成整个井田煤层的开采。
