具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图来描述本发明实施例的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采方法、装置和系统。

图1是根据本发明一个实施例的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采方法，可包括：

步骤S101，根据开采沟布置策略确定多个开采沟的位置。

在本发明的一个实施例中，步骤S101还可包括根据地表条件和地质构造生成开采沟布置策略，其中，开采沟布置策略包括横向布置多个开采沟的位置、纵向布置多个开采沟的位置和交叉布置多个开采沟的位置中的一种或多种。

需要说明的是，该实施例中所描述的开采沟布置策略可以是预先生成的，其可以根据实际情况进行确定，例如，根据露天矿井田范围内的地表条件、地质构造等多种条件确定开采沟布置策略。

另外，开采沟布置策略可预先设置在相关人员的电子设备（例如，PC（PersonalComputer，个人计算机）电脑、平板电脑或掌上电脑等）中，以便随时调用。

需要说明的是，该实施例中所描述的多个开采沟的位置（即，开采沟开挖位置）可以在露天矿井田范围内任意布置，如横向、纵向和交叉，其基本原则是通过对沿其开挖形成的开采沟两侧进行煤炭开采可以最大限度的开采煤炭资源。

步骤S102，按照多个开采沟的位置进行开挖，其中，相邻两个开采沟之间的距离小于两倍边帮煤采煤机的最大开采深度。

在本发明的一个实施例中，开采沟的宽度可大于边帮煤采煤机的布置需求宽度，且开采沟的深度到达待开采煤层。

具体地，参见图2和图3，对待开发的露天矿，在井田边界1范围内（即，井田范围内），可按照一定的规则（即，开采沟布置策略）设计预计开采沟开挖位置4。在预计开采沟开挖位置4进行开挖，可形成开采沟，例如开采沟2。开采沟2的宽度以满足边帮煤采煤机13布置需要为准，深度以到达待开采煤层为准。开采沟2与井田边界1之间及两条开采沟2之间形成未开采区域6，开采沟2与井田边界1之间的未开采区域6的宽度不应超过边帮煤采煤机13的最大开采深度，且两条开采沟2之间的未开采区域6的宽度不超过2倍的边帮煤采煤机13的最大开采深度。

步骤S103，沿开采沟布置至少一台边帮煤采煤机，并通过边帮煤采煤机对开采沟两侧的未开采区域进行开采，以形成实体煤采硐，且相邻两个实体煤采硐之间留有煤柱。

需要说明的是，该实施例中所描述的边帮煤采煤机可以是指一种自煤层出露位置，通过遥控连采机或截割头等设备进入煤层，形成采硐的同时通过后部紧随的运输设备运出煤炭的一类开采设备。

步骤S104，当实体煤采硐的深度达到第一预设深度后，对实体煤采硐进行充填作业。其中，第一预设深度可根据实际情况进行确定。

在本发明的实施例中，第一预设深度可小于或等于最大开采深度。

具体地，参见图2和图3，可沿开采沟布置至少一台边帮煤采煤机13，并通过边帮煤采煤机13对开采沟2两侧的未开采区域6进行开采。以形成实体煤采硐9，实体煤采硐9之间留有煤柱10以支撑顶板保持结构稳定。当实体煤采硐9的深度达到第一预设深度之后（即，完成实体煤采硐9的开采工作），可对实体煤采硐9进行充填作业，充填体固结后形成已充填采硐，例如，已充填采硐11。

需要说明的是，该实施例中所描述的充填作业可由充填设备执行，该充填设备可对完成开采工作的实体煤采硐进行充填作业，例如，参见图3，该充填设备可在开采沟2内滞后边帮煤采煤机13采煤作业一段距离后，对完成开采工作的实体煤采硐9进行充填作业。

步骤S105，在完成对相邻两个实体煤采硐的充填作业之后，控制边帮煤采煤机对相邻两个实体煤采硐之间留有的煤柱进行开采，并在开采至第二预设深度后进行充填作业，其中，第二预设深度可根据实际情况进行确定。应说明的是，该实施例中所描述的充填作业也可由充填设备执行。

在本发明的实施例中，第二预设深度可小于或等于最大开采深度，且第二预设深度可等于第一预设深度。

步骤S106，在开采沟两侧的未开采区域开采完成后，对开采沟进行回填。

在本申请的实施例中，可通过回填设备对开采沟进行回填作业。

具体地，参见图2和图3，在完成对相邻两个实体煤采硐9的充填作业之后，采用边帮煤采煤机13对相邻两个已充填采硐11之间留有的煤柱10进行开采，形成充填体采硐，例如，充填体采硐12。在开采煤柱10至第二预设深度后（即，完成对煤柱10的开采工作），可控制充填设备对充填体采硐12（即，完成开采的充填体采硐12）进行充填作业。最后，在开采沟2两侧的未开采区域6开采完成后，控制回填设备逐段对开采沟2进行回填，形成已回填开采沟（例如，已回填开采沟3），从而完成对开采沟2的开采工作。

进一步而言，在完成对对开采沟2的开采工作之后，可在其他的开采沟处，逐段重复步骤S103至S106，以完成井田边界1范围内（即，井田范围内）所有煤炭资源的开采。

由此，可将传统露天矿开采的大面积全面开挖剥离，变为井田范围内的网格化开采沟的局部开挖剥离，剥离范围和强度均大大降低，同时对煤炭采出后的区域进行充填，避免了对地下水资源和地表植被的破坏，同时将开挖开采沟产生的废矸废石又原位回填，不会产生废矸废石，不再占用大量土地资源，并且由于开挖剥离强度小，可以突破传统方法剥采比的限制，适用于更深煤层的开采。

需要说明的是，参见图2，上述实施例中的两条开采沟2之间的未开采区域6中部未开采区域中心线8，此位置可以不保留煤柱也可以保留一定宽度的煤柱。

另外，开采沟2两侧的煤炭资源可以按照上述步骤全部开采并充填，也可以采用各种方式留设一定数量的永久煤柱，或者地表条件允许，留设一部分不进行充填的采硐，从而可以在节省开支的同时，加快开采的速度。

为了清楚说明上一实施例，在本发明的一个实施例中，通过边帮煤采煤机对开采沟两侧的未开采区域进行开采，可包括接收控制指令，并根据控制指令控制边帮煤采煤机在未开采区域内切割出平行的实体煤采硐，以及将煤炭通过边帮煤采煤机后部的运输皮带运出。

具体地，参见图2和图3，可沿开采沟布置至少一台边帮煤采煤机13，边帮煤采煤机13在接收到控制指令之后，可根据该控制指令控制边帮煤采煤机在未开采区域6内切割出平行的实体煤采硐9，并将煤炭通过边帮煤采煤机后部的运输皮带运出。

进一步而言，也可基于上述的方式对相邻两个实体煤采硐9之间留有的煤柱10进行开采。

需要说明的是，该实施例中所描述的控制指令，可以是相关人员通过边帮煤采煤机13的终端（例如，遥控器、电脑等）发出的。

在本发明的实施例中，参见图2和图3，井田边界1范围内（即，井田范围内）赋存多煤层时，可以采用两种顺序开采各煤层：

在本发明的一个实施例中，开采沟内可具有多个煤层，其中，上述利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采方法在执行步骤S101之后，可按照由浅至深的顺序，在每个煤层内执行步骤S102至步骤S105，在每个煤层内执行步骤S102时，开采沟向下开挖至本煤层的开采深度，且当在最后一个煤层内执行完步骤S102至步骤S105之后，执行步骤S106。

具体地，自上而下开采顺序：按照埋深由浅至深的顺序，每层煤开采按照上述步骤S102至S105进行，在开挖开采沟2时，是对上一层煤的开采沟2向下开挖至本每层的开采深度，执行步骤S105之后暂不执行步骤S106，直至最深部的煤层开采完成后，再执行步骤S106对开采沟2进行回填。

在本发明的另一个实施例中，开采沟内可具有多个煤层，其中，上述利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采方法在执行步骤S101之后，可执行步骤S102将开采沟开挖到最后一个煤层的底部，并按照由深至浅的顺序，在每个煤层内执行步骤S103至步骤S106，其中，当在最浅的煤层内执行步骤S106时回填至地表。

具体地，自下而上开采顺序：首先将开采沟2一次性开挖到最深部煤层，按照埋深由深至浅的顺序，每层煤开采按照上述步骤S103至S106进行，执行步骤S106时，除最浅部煤层外回填至地表外，其余煤层均是回填至本煤层的上一煤层的高度。

在本发明实施例中，通过上述的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采方法，可变传统露天矿开采的大面积全面开挖剥离，为井田范围内的网格化开采沟的局部开挖剥离，剥离范围和强度均大大降低，同时对煤炭采出后的区域进行充填，避免了对地下水资源和地表植被的破坏；开挖开采沟产生的废矸废石又原位回填，不会产生废矸废石，不再占用大量土地资源；由于开挖剥离强度小，可以突破传统方法剥采比的限制，适用于更深煤层的开采。

综上，根据本发明实施例的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采方法，首先根据开采沟布置策略确定多个开采沟的位置，并按照多个开采沟的位置进行开挖，然后沿开采沟布置至少一台边帮煤采煤机，并通过边帮煤采煤机对开采沟两侧的未开采区域进行开采，以形成实体煤采硐，且相邻两个实体煤采硐之间留有煤柱，当实体煤采硐的深度达到第一预设深度后，对实体煤采硐进行充填作业，在完成对相邻两个实体煤采硐的充填作业之后，控制边帮煤采煤机对相邻两个实体煤采硐之间留有的煤柱进行开采，并在开采至第二预设深度后进行充填作业，最后在开采沟两侧的未开采区域开采完成后，对开采沟进行回填。由此，将露天矿的全面大范围剥离变为局部剥离，降低剥离范围和强度，从而大大降低露天矿的开采对环境的影响。

图4是根据本发明一个实施例的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采装置的方框示意图。

如图4所示，本发明实施例的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采装置400，可包括：布置模块410、开挖模块420、第一开采模块430、充填模块440、第二开采模块450和回填模块460。

其中，布置模块410用于根据开采沟布置策略确定多个开采沟的位置。

开挖模块420用于按照多个开采沟的位置进行开挖，其中，相邻两个开采沟之间的距离小于两倍边帮煤采煤机的最大开采深度。

第一开采模块430用于沿开采沟布置至少一台边帮煤采煤机，并通过边帮煤采煤机对开采沟两侧的未开采区域进行开采，以形成实体煤采硐，且相邻两个实体煤采硐之间留有煤柱。

充填模块440用于当实体煤采硐的深度达到第一预设深度后，对实体煤采硐进行充填作业。

第二开采模块450用于在完成对相邻两个实体煤采硐的充填作业之后，控制边帮煤采煤机对相邻两个实体煤采硐之间留有的煤柱进行开采，并在开采至第二预设深度后进行充填作业。

回填模块460用于在开采沟两侧的未开采区域开采完成后，对开采沟进行回填。

在本发明的一个实施例中，开采沟的宽度大于边帮煤采煤机的布置需求宽度，且开采沟的深度到达待开采煤层。

在本发明的一个实施例中，布置模块410还用于根据地表条件和地质构造生成开采沟布置策略，其中，开采沟布置策略包括横向布置多个开采沟的位置、纵向布置多个开采沟的位置和交叉布置多个开采沟的位置中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，第一开采模块430具体可用于接收控制指令，并根据控制指令控制边帮煤采煤机在未开采区域内切割出平行的实体煤采硐，并将煤炭通过边帮煤采煤机后部的运输皮带运出。

需要说明的是，本发明实施例的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采装置中未披露的细节，请参照本发明实施例的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采方法中所披露的细节，具体这里不再赘述。

综上，本发明实施例的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采装置，首先通过布置模块根据开采沟布置策略确定多个开采沟的位置，并通过开挖模块按照多个开采沟的位置进行开挖，然后通过第一开采模块沿开采沟布置至少一台边帮煤采煤机，并通过边帮煤采煤机对开采沟两侧的未开采区域进行开采，以形成实体煤采硐，且相邻两个实体煤采硐之间留有煤柱，当实体煤采硐的深度达到第一预设深度后，通过充填模块控对实体煤采硐进行充填作业，在完成对相邻两个实体煤采硐的充填作业之后，通过第二开采模块控制边帮煤采煤机对相邻两个实体煤采硐之间留有的煤柱进行开采，并在开采至第二预设深度后进行充填作业，在开采沟两侧的未开采区域开采完成后，通过回填模块对开采沟进行回填。由此，将露天矿的全面大范围剥离变为局部剥离，降低剥离范围和强度，从而大大降低露天矿的开采对环境的影响。

为了实现上述实施例，如图5所示，本发明还提出一种利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采系统1000，其可包括上述利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采装置400。

本发明实施例的利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采系统，通过上述利用边帮煤采煤机的露天矿非剥离开采装置，将露天矿的全面大范围剥离变为局部剥离，降低剥离范围和强度，从而大大降低露天矿的开采对环境的影响。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。