倾斜煤层露天矿搭配开采的探讨

尽快实现露天煤矿的内排,对缩短排土运距,降低生产成本具有积极的作用。针对倾斜煤层的特点,打破以往仅布置1组工作线的方式,通过布置2组工作线,即搭配开采不同剥采比的区域,并加速推进其中1组工作线,进而快速降深至露天煤矿境界附近的煤层底板,实现尽早内排的目的。对丰富倾斜煤层露天煤矿搭配开采方式具有积极意义。     

扎哈淖尔露天煤矿横采内排生产强度确定研究

为了解决扎哈淖尔露天煤矿面临的内排空间小、运输距离大、边坡暴露时间长等问题,分析了Ⅳ煤组的赋存条件,提出了露天矿底部横采内排追踪压帮的开采技术,设计了台阶划分方式以及工作线布置方式,并从设备能力约束、煤质均衡约束、内排空间约束三个方面,综合确定了扎哈淖尔露天煤矿横采内排的生产强度为年开采Ⅳ煤480万t,推进度350m/a左右。     

露天煤矿合理工作线长度确定

为探求露天煤矿合理的工作线长度,对影响工作线长度的几个主要因素进行分析,最终通过函数模型及净现值NVP值综合分析工作线长度对采、运、排影响,从而确定露天煤矿的最佳工作线长度。     

乌煤公司锗煤露天矿采区优化设计

露天煤矿开采中采区优化设计至关重要,一般采区设计主要考虑开采难度、经济效益、工业场地的布局、排土场空间等因素。乌煤公司锗煤露天矿在开采前还要考虑断层切割的影响、煤层赋存条件的影响、采区接续过渡方式、合理的工作线长度、矿田几何形状、开采工艺及开拓方式的影响等,通过对采区资料的分析提出了几种采区设计及拉沟方案。经过几年的开采后发现初期设计的开采方案存在着不足之处。根据露天矿实际公司适时提出了采区优化设计方案。     

榆神矿区西湾露天煤矿水文地质条件分析

西湾露天煤矿露天采区对开采影响较大的含水层为萨拉乌苏组孔隙潜水含水层、风化岩裂隙含水层及烧变岩孔洞裂隙含水层。通过对西湾露天煤矿水文地质条件的分析与探讨,指出威胁煤矿开采的主要水害因素,明确防治水工作重点,可科学可合理地进行煤矿防治水规划。     

露天煤矿产能核增影响下采区划分研究

提高露天煤矿生产能力，对增加矿山开采经济效益具有直接且显著的意义。以准东某露天煤矿开采现状为基础，针对其生产能力由原20 Mt/a扩增为50 Mt/a的发展目标，研究满足50 Mt/a生产能力的采区发展要求，确定产能核增影响下的最佳采区划分及发展关系。以技术可行性与经济合理性为原则，计算扩增后该露天煤矿的最佳工作线长度为2 300～2 500 m，并基于所确定最佳工作线长度、该露天煤矿全矿区剥采比等值线图及开采现状提出4种合理的采区划分方案。对比分析了各种采区划分方案优缺点，选取平均工作线长度、二次剥离量、各采区剥采比变化趋势、首采区剥采比、前期外排运距、内排难易程度、采区接续次数、首采区勘探程度及采区接续难易程度等9个指标为采区划分影响评价指标，采用集值迭代法确定采区划分方案影响指标权重，并利用TOPSIS法建立了采区划分方案的综合评价模型。研究结果表明：以当前开采位置为首采区逐渐往西南方向推进4 000 m左右，通过90°扇形转向向东推进至东部边界为二采区，然后剩余未开采矿田均分成平行布置的三、四采区。首采区至四采区剥采比分别为1.85、3.04、3.68、5.06 m3/t，剥采...     

创建我国露天煤矿吊斗铲倒堆开采程序

分析对比了国内外露天煤矿的赋存特点,提出了适宜我国露天煤矿开采条件的吊斗铲倒堆开采程序,即倒堆工作线长度不小于1.8~2km;运煤通路实行“一端一沟”的双出口;坑内运煤卡车通路主要设于露天采场;吊斗铲和采煤挖掘机分别由左右两端向中央推进。此开采程序已成功地应用在多个大型露天煤矿的设计中。     

胜利一号露天矿采区转向方式优化研究

为探索胜利一号露天煤矿最优的采区过渡方式,以胜利一号露天煤矿生产现状为前提,结合经典模型公式确定了各采区合理的工作线长度,并依据露天矿采区划分及开采顺序,提出了3种采区过渡方案。方案研究过程中,通过模拟转向过渡开采过程的4个典型时期工程位置,从内排时间、外排量、二次剥离量等因素导致的生产经济指标变化情况,综合分析确定扇形转向为最优,能够在保证产量接续的同时最大化释放内排空间,经济效益显著。     

露天矿用排土桥工艺的研究

提出了露天煤矿开采线扩大、运输距离加长后存在的问题,阐述了排土桥运输工艺的配套设备、开采方法及相关设备运输能力,说明了其开采特点,并与卡车运输工艺的运行成本进行了对比。     

安家岭露天煤矿工作线长度优化研究

通过综合分析,分别计算了安家岭露天煤矿经济合理工作线长度、生产规模与技术可行的工作线长度,在此基础上研究了工作线长度、推进度和产量之间的关系,得出了该露天煤矿的目标产能下的工作线长度、推进速度及相关产量,并最终得出该露天煤矿最佳工作线长度。     

井采方向对露井协采边坡稳定影响的分析及优化

为了得出露井协采矿山中井采工作面与露天矿边坡空间相对位置的最优布置方式,结合平朔矿区露井协采工程实践,设计了3套方案对不同井采工作面布置方向时井采对露天矿边坡稳定影响规律进行研究,研究表明:在露井协采中井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置时,井工开采对露井协采边坡稳定及端帮运输道路的不利影响最小。在井采工作面采取上述方式布置时,对井采工作面的推进方向进行优化分析,发现井采工作面沿背坡的方向回采时,露天矿边坡岩体受井采扰动较向坡开采时严重。故在露井协采工程实践中,建议井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置,采用向坡方向推进,以降低井工开采对边坡稳定的不利影响,提高煤炭资源采出率。     

新疆准东露天煤矿单一巨厚煤层复合边坡空间形态优化

针对单一巨厚煤层露天矿土-岩复合边坡稳定性及空间形态问题,以新疆准东露天矿为工程背景,采用刚体极限平衡和FLAC3D数值模拟相结合的方法,研究了露天矿复合边坡的稳定性及空间形态,分析了复合边坡的潜在滑动模式及稳定性规律,确定了采场与排土场的最大安全距离。研究结果表明:新疆准东露天矿采场最终边坡角为34°,排土场边坡角为23°,排土场与采场安全距离为150 m时满足安全性与经济性要求;单一巨厚煤层露天矿土-岩复合边坡的滑坡模式为沿排弃物内部的圆弧滑动和以坡体出露弱层面为底界面的组合滑动;在岩体自身重力作用下,单一巨厚煤层露天矿土—岩复合边坡破坏形式为拉张—剪切复合型。     

某大型露天矿岩质高陡边坡稳定性分析与评价

随着矿产资源的开发利用,露天矿山向深部开采工程中所遇到的岩质边坡稳定性问题也相应增多,特别是大型露天矿高边坡问题表现尤为突出。以某大型露天采场岩质边坡为研究对象,通过边坡岩体结构稳定性评价、边坡稳定的极限平衡法分析和有限元法,对其现状和设计终了边坡进行定性与定量的稳定性评价。     

露天矿土-岩复合逆倾边坡空间形态优化

针对露天矿土-岩复合逆倾边坡到界边坡形态设计问题,结合达连河露天煤矿外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的工程实际,基于刚体极限平衡与三维数值模拟的手段,研究了露天矿土-岩复合逆倾边坡的滑坡模式及稳定性规律,设计了最终边坡形态,确保北帮到界过程中煤炭资源回采的安全。研究结果表明：达连河露天煤外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡的滑坡模式为圆弧滑动;使外排土场北帮-采场顶帮复合逆倾边坡满足安全要求的采场边坡角为33°;露天矿土-岩复合逆倾边坡岩体的破坏形式为拉张-剪切复合型,岩体自重作用下的坡脚处应力集中造成的局部岩体破坏是整体边坡失稳的诱发因素。     

“Z”型煤柱诱发冲击矿压的模拟研究

针对常村矿的冲击矿压类型,以弹性力学、岩体力学、材料力学等理论为基础,初步建立"Z"型煤柱的力学模型。"Z"型煤柱诱发型冲击矿压,其主要影响因素包括采深、工作面巷道开拓布置、顶底板岩层结构、周围煤岩体的冲击倾向性等。通过数值模拟分析了2113工作面开采过程中水平应力和垂直应力的演化规律,详细分析了"Z"型煤柱区域的应力分布规律,得出"Z"型煤柱诱发冲击的原因及机理。最后提出21采区的工作面布局,即下分层工作面巷道内错式布置,有效地避免了"Z"型煤柱、应力集中现象的发生。     

露天矿采空区分析处理

地方小煤窑的乱采滥挖行为在很大程度上造成了当地煤炭资源的极大消耗和环境污染,同时采空区给露天开采留下了严重的安全隐患。根据露天矿开采中小煤窑采空区与工作台阶水平位置的不同,通过鲁佩涅伊特法计算出的顶板安全厚度作为分界点,提出采空区的3种不同状态及其相应的处理措施。以水泉矿为实例进行了分析研究,结果表明:其合理安全厚度为4#煤7 m,9#煤6 m,根据不同状态进行处理,保证露天开采安全、正常的进行。     

露天边帮煤井工长壁综放开采工作面顶板压力计算

受露天矿剥离和内排回填的影响,采用井工长壁采煤法回采露天矿边帮煤的采煤工作面的顶板结构、覆岩活动规律、矿山压力显现规律与常规井工矿井地层条件下的工作面相比存在显著差别,因此,顶板压力计算方法也需要根据露天矿边帮煤特殊的顶板覆岩结构特点和应力场环境进行理论和实验研究。以黑岱沟露天矿一采区西帮和南帮煤为研究对象,分析其边帮煤层顶板覆岩结构特点。对于经过内排回填,且剥离较多的低台阶处煤层仅保留较薄且强度较低的基岩顶板,其上覆盖厚层的松散排土。这种软弱薄基岩厚松散覆盖层的顶板本质上不存在关键层,露天矿台阶下保留的软弱薄基岩仅仅作为井工长壁工作面的直接顶提供有限的保护作用。由于厚层的松散排土载荷作用,软弱薄基岩的破碎也较为严重。按照传统的矿山压力理论,这种不存在关键层的软弱薄基岩厚覆盖层的顶板压力应当按照支架上方全部岩层重量进行计算。然而,根据相似材料实验结果显示,支架实际受压比其上方岩层重量小得多。实验证明在没有关键层的顶板岩层中仍然存在某种保护结构。根据实验观察和矿山压力理论分析,结合放矿理论,提出了软弱薄基岩厚覆盖层的椭球拱结构和直接顶自承能力相结合混合力学模型。在露天矿边帮下煤层还存在另一种未进行内排回填的薄基岩无覆盖层的顶板覆岩类型。对于这种顶板覆岩类型,提出了薄基岩无覆盖层的台阶式悬臂梁结构和直接顶自承能力的混合力学模型。本文总结了露天矿边帮煤层3种顶板覆岩类型,推导建立了露天边帮煤井工长壁开采工作面3种顶板结构条件下的顶板压力计算解析公式。按照软弱薄基岩厚覆盖层的椭球拱结构和直接顶自承能力相结合混合力学模型计算的顶板压力与相似材料实验结果相吻合。考虑了直接顶自承能力计算的顶板压力比传统不考虑直接顶自承能力的顶板压力小约14%。采用实验和理论分析方法,对露天边帮煤井工长壁工作面开采过程顶板垮落、覆岩活动,顶板压力计算等矿山压力问题进行了系统研究。     

露井联采下采动边坡移动规律及开采参数优化

针对安太堡露天矿南部采用地下开采后,后期露天开采边坡稳定性将受到很大影响的情况进行了研究。研究结果表明,水平煤层露井联采下露采边坡岩体破坏规律存在明显的3个破坏分区,地下开采导致上述3个分区存在不同的变形特征,其露井联采边界参数是决定3个分区稳定的关键因素。通过对边界参数的优化分析,要确保安太堡南帮边坡岩体的稳定,地下与露天之间必须协调开采：其地下矿井需重新确定地下开切眼位置,即以Y=74 160为界以南布置地下开采工作面;露天矿开采考虑到安太堡南帮上部边坡岩体受地下开采影响明显,提出了南帮露天开采应采用“组合边坡”的设计思想,即+1 375以上平台岩土边坡角度应由原来的75°降低到62.58°。     

干旱半干旱地区露天煤矿无组织扬尘排放特征"

无组织扬尘污染是干旱半干旱地区露天煤矿开采的重要制约因素,本文以胜利一号露天矿为例,研究露天煤矿无组织排放源大气扬尘的时空分布特征,结果表明:多数无组织排放源周界外TSP浓度均能达标,而从采掘场到南排土场的主要运输道路在个别时段(14∶00-15∶00)出现超标;露天煤矿无组织扬尘主要来自采掘场到排土场的主要运输道路,其次以采掘场下风向场界和排土场对大气扬尘的贡献最高;储煤场(筒仓封闭式)产生的扬尘浓度最低;露天煤矿大气扬尘浓度的日变化总体为:早上较高,上午10∶00以后至午后15∶00左右浓度较低,傍晚TSP浓度又有所回升;但在采掘场下风向周界外TSP浓度在15∶00左右也会相对较高。     

实施绿色开采 促进露天煤矿可持续发展

目前,我国400余座露天煤矿煤炭产量达7.1亿t,占煤炭总产量的20.8%。针对露天煤矿开采对固体环境、水体环境、大气环境和生态环境带来的综合性影响,提出,采用绿色开采技术是解决露天煤矿生态环境问题的根本途径,对露天煤矿绿色开采的概念和内涵进行了界定。根据我国露天煤矿现状,认为,应加强露天煤矿绿色开采理论研究,实施绿色开采一体化技术,对露天煤矿破坏生态环境的机理开展研究,建议露天煤矿应采取闭坑治理等系列绿色开采技术,提出露天煤矿5项绿色开采原则,建议用“土地置换原则”及“土地扰动系数”破解露天煤矿土地征地困局,建立露天煤矿“绿色度”评价指标体系和评价模型。