对急倾抖煤层山坡露天矿底板不扩帮开采法的研究青海热水煤矿杨雨生邢新文底板不扩帮开采法就是对适于露天开采该矿设计规模为年产12万吨,西区n万的急倾斜煤层,只进行顶帮剥离,不进行底吨,东区10万吨。1972年两区正式建设,板扩帮的一种开采方法。本文以我省先锋露1978年西区移交生产,1979年东区停止建天煤矿的西采区为例,进行研究探索。设。每个生产水平的开拓方式为单段单出口一、概况与绞车联合运输,阶段高度为01米。采剥均该矿处于高海拔地区,严寒多风,长冬用1米”电铲,煤炭由7吨架线式电机车牵无夏,年平均气温在一3℃左右。永冻土呈引1吨U型矿车运至甩车场,通过在顶帮设大面积连续性分布,且厚度较大。置的绞车将煤车下放到运煤站;剥离物由01全矿走向长2750米,分为东、西两个采吨架线式电机车牵引35吨侧卸式矿车运至区。西采区走向长550米。地形沿走向的坡外部排土场。度平均51。,最大12“。煤层露头随地形起伏西采区投产以来,由于底帮岩石坚硬,变化。表土层厚05米。矿田内中下侏罗统推进速度很慢,又因开拓开采方式的影响,第一组(J,,+2)以粗细碎屑岩为主,位于煤使每个水平的顶帮剥离滞后于采煤,进而影层顶部;底板为一层厚砾岩,与上三迭统响了降段延深和产量的提高。要想扭转这种(Ts)分开。地层产状属急倾斜,倾角06“被动局面,必须改变现有的开拓方式,以便。煤层为急倾斜单斜构造。西采区内有提高生产能力并取得较好的经济效益。条斜交走向平推断层。煤,层为主要可采二、底板不扩帮开采法的开拓开采方式层,厚度30~775米,倾角55。~75“。最1开拓方式:由于煤层露头随地形起伏终开采深度为10米左右;最终帮坡角,底变化,所以,建设开始时就应按设计的台阶帮为54“,顶帮为50。。平均工业剥采比149高度,沿西采区东端帮垂直煤层走向布置开米s/吨(见图1)。段沟。开拓沟道位于矿体最底部,沿煤层走蘸夔:三戴于只势亨湘撼声消脚荔/、~丈子、矿尹子2/落~图1地质地形及开拓方式示意左右三煤向,于露天矿的全深、煤全厚由东向西自一个端帮推向另一个端帮,横向拉沟一次采完。采煤与剥离从底部到上部纵向同时推进。段高10米,平装车水平分层扩采。顶帮移动坑线。每个水平的采煤与剥离均为单段单出口汽车运输开拓方式。掘沟方法:最下部水平的采煤台阶,采用挖掘机沿煤层走向全断面一次掘沟;也可采用吊斗铲沿煤层走向、煤全厚图2开拓开采平面图一次掘沟,将煤捣至上一个台阶装车外运。用上山公路建立工作面与地面的运输联系,无需开掘出入沟(图2、图3)。2采煤剥离运输方式:每个水平的采煤剥离工作面,均设独立的穿孔、爆破、采装、运输等生产工艺和设备。剥离物由挖掘机装载,自卸汽车运输,沿本水平纵向运至外部排土场。采煤运输均通过本水平的剥离台阶,运煤汽车通过上山公路运至工业场地后装火车外运(图2)。图3最终平面图3工作线发展方式:每个水平的采煤部台阶可加速推进,提前露煤,有利于调整和剥离工作线,皆垂直于煤层走向布置,沿剥离洪峰期,使生产剥采比持续平衡。煤层走向单向推进。工作面推进方向:每个缺点是:在技术管理上要求较严;由于水平的剥离工作面,可由顶帮向顶板推进,台阶多,工作线短,设备调动较频繁。也可由顶板向顶帮方向推进,每个水平的采三、边坡稳定及预防措施煤工作面均由顶板向底板方向推进(图2)。底板不扩帮开采法能否采用的前提,关采用底板不扩帮开采法的优点是:①生键是能否保持底板岩层的边坡稳定。因此,产能力大,可为原设计年产量的2一3倍。有必要对边坡稳定问题进行重点研究和分②基建投资少,为原方案67~07%,建设速析。度快,达产时间短。③剥采比小,相对剥离(一)产生滑坡的原因及其规律量可减少40%左右。④可减少煤的贫化和损从我国一些露天煤矿的滑坡实例中,可失,提高资源的回收率。⑤不仅适合单一煤得出产生滑坡的原因及规律:①弱层的存在层开采,而且适合多、厚煤层开采。⑥最上是造成滑坡的内因。②采矿工程切断或接近切断弱层是造成滑坡的外因。③水浸入岩层因岩层倾角大,抗拉和抗折强度小,因而沿是促进滑坡的最积极的因素。④在坚硬、半层理、层面或裂隙滑落的可能性很小。在矿坚硬岩层中,当前三种因素同时存在时才能田中虽断层较发育,但根据产状特征:F:。产生滑坡,而且,采矿工程切断或接近切断走向逆断层倾斜方向与边坡倾斜方向相反弱层是产生滑坡的关键。⑤底板岩层暴露(图1),不可能产生顺层或切层滑坡。其后,不是马上产生滑落。以后即使有滑落现余都是斜交走向逆断层,与边坡走向之夹角象,但形成滑动体之前也有一段时间,即岩均在40度以上。在水文条件简单,又与含水体以其本身的抗剪强度和松动的膨胀力来承层间无水力联系的条件下,采取适当措施后受外围的压力和本身重量,在一段时间内处(见下述措施2),产生组合滑坡的可能性于稳定状态。这段时间的长短与岩体形变程就会避免。度有关,与水参与多少有关;与采矿工程对3水文地质条件:根据水文地质资料,弱层破坏程度有关;与技术管理有关。地表水来源于降水,雨量最多的7~8月(二)保持边坡稳定的有利因素份,金滩沟最大流量为005米s/秒,年降雨1岩石物理力学性质:组成该矿煤层量4569毫米。地下水靠降水补给。煤,层底底板岩层的有砾岩、砂砾岩,岩石中主要由部含水层单位涌水量00011公升/秒米,渗透石英矿物所组成。由于石英矿物抵抗风化的系数002米/日。断层破碎带单位涌水量同能力强,不易分解,故硬度较大。岩石原生裂前,说明与含水层间无水力联系。由于是山隙均不太明显,风化裂隙分布较均匀,孔隙坡,汇水面积小,无积水,水文条件简单。率为456%,属中等裂隙性;饱和系数为在边坡稳定方面,存在着没有水参与的良好067,小于0.8,是属于抗冻性的。软化系条件。数为069八3,大于057,是不易软化的(三)边坡稳定计算岩石。岩石坚固性好,抵抗外力作用的总强边坡稳定计算的目的是求边坡稳定系度高,硬度系数为1061。抗压强度为1174数,因为该系数是反映边坡稳定程度的一项公斤/厘米2,凝聚力为08~95公斤/厘米气重要指标。根据可能引起边坡滑落的弱层,内摩擦角45“~52“,抗剪强度351~420公用海州露天煤矿的断面法计算如下:斤/厘米2,抗拉强度4~15公斤/厘米2,抗Qeosaztgp`eoss+Q,tgpsinsx、rL一折强度7~15%。Slnsa:为抗压强度的(￡a,一eosaltgp,)+Q:(eotgp++sinaZ)+KML2地质构造:该矿底板岩层没有不整Qlsinalocs口合面和假整合面。在底部厚砾岩中除距底板。。=45。一81米处有一层03米的页岩层外,均没有炭式中:为破坏角,尽。其它乙质、泥质软弱夹层。岩层中节理不发育,又符号见附表。边坡稼定计算结果附表标高下滑体抗滑体岩石接触面弱层倾角破倾纤乖a叭耐碎角沛.自面破坏角整体强度剪切长度稳定系数断面重量重量内摩擦角内摩擦角K}MLQ:吨叫一川川!|!PpI公斤/厘米2米勺W28038201183甘口叹通占O口OJ卜甘一才厅口ldOO一二1幼n,R任口卜占laA4J六再山,几丹né,000弓乙几口勺自J,九八几ù一UhnOD0甲目厅了呀lon`曰八O甘几,nU00山O土主1,Q0U0n019。80了dU0一汗们óùt了了lbnW3203810210319。80W36038301082勺`自,工一1d080曰因斤山é,R污…W40038101767。88038002698。780将底部厚砾岩中的0弱层,3页岩夹层视为米,用。其他钻孔可一律采用反向爆破(5)倾斜孔采取松动爆破,.。选择几个主要断面进行计算。结果和爆破指数参数选取见附表15不得大于07,也不得小于0,5。(四)边坡稳定预防措施,(6)爆破后一旦留有硬帮和根底可穿孔爆破方面。:用煤电钻打小眼放小炮应在靠。不准采用裸露爆破,(1)每个水平的采煤工作面、法。近底板处钻防震孔防震孔不装药不超钻根据底板岩石倾角大小确定防震孔位置震孔最底部距底板岩石不小于0并与外侧倾斜孔相对布置(图(2)在防震孔外侧,(7)每个水平的剥离工作面,皆顺岩,防。层放炮,为提高爆破质量。,均应采用垂直钻3~05米。孔,合理选择爆破参数。有条件时采用压渣,4)爆破法2用潜孔钻机打倾,为防止断层破碎带发生组合滑坡保,斜钻孔(图用。4)。以减少爆破时的震动作持边坡稳定下,在不破坏岩石原有结构的情况,使炸药起爆能量有效地冲向自由面。减应在煤层上留设保安平台。以使边坡角,少后冲距离。减小,(3)倾斜孔的超钻值为正常超钻的一3在露天矿境界边缘修筑截水沟。在半最好采用单个起爆法,正侧方都要形成。采掘场内按自然排水系统修好排水沟沟要做好防渗处理用土法开采时,截水。自由面以减少对底板的后冲影响,防止降水渗入地下,,,(4)倾斜孔起爆位置采用正向起爆在先锋露天矿东端帮没受到破坏长70米砾岩,,1973年县办煤矿以削弱爆生气体对下部和底板岩石的破坏作曾打小眼放小炮,底板岩层。,1977年全部暴露于空间走向没有。高30米1岩层倾角7“,岩性属砂,表土厚05米。经过多年观察,。出现大的裂隙和滑落现象处于稳定状态,这就为该矿边坡稳定提供了例证根据上述我们认为经济上合。边坡稳定的有利因素和进行计算底板不扩帮开采法在技术上可行图4,图5理矿,,安全上可靠。它不仅适合于先锋露天也适合于条件类似的其他露天矿(上接42第页)米的轨距杆或轨撑,。此条早已在实践中被认。又多,故不适宜用对接接头,,且缩短轨很难,为是不合适的践后仍感太小米。,几年前已改为28毫米易变形。。经实定到货当铺设旧轨时问题更多则浪费太大,9米以下,,2毫新规范已改为3钢轨若不准上道际情况相差较远。,此条也与实2毫米做设计所以现在就可按3以上所述,,。建国以来的煤矿建设中,只是从《工企规》部分条文很少有执行这条的的也很少采用对接接头未修改。中发现的问题可能还有其它,。希望有关同。所以建议在新规范中取消此条七、志共同研究考虑以便在新规范公布前将工前也不能按此条办理矿铁路的建设技术标准制定得更合理些第129条规定安装直径不小千25毫