陡幫開采技術(shù)在勝利露天煤礦的應用

徐榮興

（鞍鋼礦業(yè)爆破有限公司，遼寧 鞍山 114000）

陡幫開采技術(shù)在勝利露天煤礦的應用

徐榮興

（鞍鋼礦業(yè)爆破有限公司，遼寧 鞍山 114000）

勝利露天煤礦非工作幫及端幫地表已經(jīng)達到設(shè)計境界，由于地質(zhì)情況復雜和滑坡等原因，非工作幫及端幫邊坡角度較緩，尚未達到原初步設(shè)計的底部境界，為了在保證安全的前提下盡量回收非工作幫及端幫下部的6煤，勝利露天煤礦對非工作幫及端幫進行了陡幫開采。勝利露天礦陡幫開采工程的順利實施對建設(shè)資源節(jié)約型企業(yè)的意義重大，也為其他同類礦山提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗。

勝利露天煤礦；陡幫開采；技術(shù)；幫坡角

1 開展陡幫開采工作背景

勝利露天煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特市北郊6km，礦權(quán)范圍東西平均長7.50km ，南北平均寬4.58km，面積34.36 km2。設(shè)計能力為20 Mt/a，于2004年正式開工建設(shè)，2006年2月由國家發(fā)改委核準，核準能力為20 Mt/a。勝利一號露天礦現(xiàn)開采的煤層為中灰、低硫、低磷、中等熱值的褐煤，目前開采的主要煤層是5、6號煤層，煤層傾角小于5o，煤層埋藏較淺，5號煤層平均埋深45.9m，5、6號煤層間距平均59m，6號煤埋藏深度平均121.2m，剝離物多為泥、砂巖等軟巖，全礦剝采比平均2.66t/m3。開采工藝剝離采用單斗—卡車間斷開采工藝；采煤采用單斗—卡車—地面半固定式破碎機—帶式輸送機半連續(xù)開采工藝。勝利露天煤礦為土質(zhì)邊坡，自2005年以來，采場東部非工作幫、北部端幫、南部出入溝道路已多次發(fā)生不同規(guī)模的滑落、坍塌，給生產(chǎn)組織造成極大影響，并不同程度地破壞了地面疏干管路及部份供電設(shè)施。為了能夠保證露天礦初期的安全生產(chǎn)，露天礦采取增大平盤寬度，減緩幫坡角的方法以保證邊坡穩(wěn)定，但是，這樣降低了煤炭的回采率。為了將未采出煤全部采出，露天礦決定進行陡幫開采工程。

2 陡幫開采技術(shù)應用

2.1 陡幫開采范圍

2010年6月末，露天礦東幫南段和南端幫的6煤全部揭露底板并按正常臺階參數(shù)留設(shè)了運輸平盤，已具備了一定的內(nèi)排空間和條件，同時考慮到6煤生產(chǎn)位置緊張，回采煤量少、提高資源回采率和增加經(jīng)濟效益等因素，決定對已經(jīng)揭露底板并具備內(nèi)排條件的東南幫進行陡幫開采設(shè)計并盡快組織實施。

2011年，露天礦陡幫開采區(qū)主要集中在東幫北段和北端幫，陡幫開采工程施工是否順利進行，是6號煤開采接續(xù)、內(nèi)排計劃實現(xiàn)和年度生產(chǎn)計劃順利實施的關(guān)鍵所在。

2.2 陡幫開采初始設(shè)計方案的制定以及在實踐中不斷完善

（1）邊坡穩(wěn)定性分析

為了確保安全生產(chǎn)，神華北電勝利能源有限公司于2007年9月委托中國礦業(yè)大學和南京大學對露天煤礦的邊坡進行了研究，研究的結(jié)論是：露天煤礦的總體邊坡角不大于18°是穩(wěn)定的。之后勝利露天煤礦采用了這個結(jié)論，調(diào)整了邊坡角進行施工。

為了盡快回收東幫邊坡下部的6煤，然后進行內(nèi)排，神華北電勝利能源有限公司于2010年5月委托中國礦業(yè)大學和昆明煤炭設(shè)計研究院對東幫和南幫6煤回收方案進行設(shè)計。本設(shè)計采用中間橋的方式，建立內(nèi)排通道，剝離和采煤采用陡幫開采的方式，實現(xiàn)快速剝離和快速采煤的目的。

在邊坡穩(wěn)定性評價中采用了剛體極限平衡法，分別按照6煤頂板向東推進20m、30m、40m、60m和80m進行穩(wěn)定性計算，同時計算出單位走向長度上需要剝離的巖土量、采煤量、剝采比和對應的穩(wěn)定性系數(shù)。

從剝采比的大小看，幾種推進方案都是合理的，但考慮到安全問題，確定采用推進30m方案，這樣既可以回收6煤，又可以保證安全，此方案實施后可安全采出6煤80萬t。

（2）陡幫開采方案實施過程

東幫南部首先要用西幫的剝離物從西煤幫860水平由西向東形成一條路堤，路堤頂部寬度30～40m，向東逐漸升高到達東幫的870水平，以建立剝離的內(nèi)排通道，923、914、902、890和880水平的剝離物通過路堤向路堤的南側(cè)中部進行內(nèi)排。其次，從東幫北側(cè)上部開始清幫，逐步向下發(fā)展，同時從東幫南部進行清幫。剝離物通過路堤進入內(nèi)排土場。在陡幫開采過程中，初期利用中部路堤快速剝離至內(nèi)排通道，內(nèi)排土場形成后，由于陡幫開采在非工作幫，不影響總的開拓運輸系統(tǒng)。

當6煤頂板的剝離工程形成150m的空間時，用“短工作線、快速推進、快速內(nèi)排壓幫”的方式回采6煤。完成第一幅6煤回收工作后，立即進行內(nèi)排壓幫。

南端幫6煤頂板以上剝離物通過南幫自東向西剝離，從西部運出，6煤的回采方法與東幫南部的方法相同。

東幫北部先將6煤頂板900水平以上的邊坡按原設(shè)計推到位（平均走向長度約650m），下部的巖層和6煤依然采用“短工作線、快速推進、快速內(nèi)排壓幫”的方法進行開采。

露天礦結(jié)合并借鑒東南幫陡幫開采方案，北幫邊坡的穩(wěn)定幫坡角確定為22°，2011年9月，勝利露天礦開始北端幫陡幫開采工程：首先對北端幫870～855兩個剝離臺階水平平盤進行壓縮，最終平盤寬度為20m，物料經(jīng)西側(cè)工作幫，至內(nèi)排土場進行排棄。北幫6煤分為4個采煤臺階，從采場西側(cè)工作幫做835-825水平坡道，上部采煤臺階留出寬度為15m的保安平盤，下部臺階平盤寬度均為5m；臺階高度為10m，最下部臺階高度為5m，與西側(cè)工作幫采煤工作線拉通。

3 結(jié)束語

從2010年7月開始，勝利能源公司露天礦實施陡幫開采，到2011年12月11日結(jié)束，累計采煤622萬t，剝離458萬m3，剝采比僅為0.73m3/噸，創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益9.95億元。勝利露天礦陡幫開采技術(shù)的合理應用不僅提高了煤炭回采率，解決6煤生產(chǎn)接續(xù)和增加內(nèi)排土場和排土空間的問題，而且均衡了生產(chǎn)剝采比，使露天礦生產(chǎn)方案更加合理和完善，資源得到更加合理的利用，有效的降低了采礦成本，經(jīng)濟效益非常明顯。

TD82

A

1671-3818（2016）10-0034-01