露天煤矿复合煤层边坡空间形态优化

针对复合煤层软岩逆倾边坡形态优化问题,以扎哈淖尔露天煤矿北帮边坡为工程背景,基于刚体极限平衡理论,通过横采内排开采方式,从二维边坡稳定性分析角度出发,提出复合煤层边坡逐水平优化方法,确定扎哈淖尔露天煤矿北帮到界边坡参数。应用FLAC~(3D)数值模拟软件分析了优化后的北帮边坡稳定性及滑坡机理。结果表明:受横采内排压帮开采方式产生的时空效应,最终确定扎哈淖尔露天煤矿北帮不同层位边坡稳定系数从上到下依次为1.20、1.10、1.05;逐水平优化后北帮整体边坡角增大至29°,深部陡帮开采边坡角增大至34°,滑坡力学成因机制类型为推动式;边坡岩体的主要破坏形式为拉-剪复合型。     

扎哈淖尔露天矿横采南帮边坡压脚形态优化研究

针对扎哈淖尔露天矿横采南帮边坡持续变形影响地面输煤系统正常运行以及横采区域安全稳定开采的问题,通过对横采南帮边坡监测数据和边坡稳定性进行分析,进而提出内排压帮提高边坡稳定性的方案,并对压帮高度、边坡形态进行优化。     

扎哈淖尔露天矿南帮横采内排边坡形态的确定

针对扎哈淖尔露天矿南帮受到顺倾地层和岩体力学性质差的影响[1-3],对初设纵采南帮到界边坡进行稳定性分析,通过建立边坡三维模型分析横采内排条件下边坡开挖位置、开挖角、追踪距离对边坡稳定性的影响,确定了横采内排条件下满足稳定性要求的南帮边坡形态。     

扎哈淖尔露天矿北帮边坡稳定性研究

为了最大限度采出煤炭资源,基于刚体极限平衡理论与强度折减理论,利用CAD软件二次开发与FLAC3D软件分别建立扎哈淖尔露天矿到界北帮边坡二维与三维分析模型,研究了在二维纵采条件下和三维横采内排条件下的北帮边坡失稳模式与稳定性变化规律,确定了到界边坡最优边坡形态。结果表明:到界边坡失稳模式与稳定性主要受511煤层顶板、532煤层底板和543煤层底板弱层控制,其滑坡模式为开挖后的临空面与弱层面为底界面的切层-顺层组合滑动;结合不同弱层层位位置,在纵采条件下分阶段确定了北帮到界边坡形态;利用横采内排的开采程序,在空间上借助于横采工作帮与内排土场支挡的三维效应,最终确定弱层暴露长度为100m,开挖坡角33°,北帮到界局部边坡角可提高11°,可使煤炭开采效益最大化,最大限度回采煤炭资源155.7万t。     

依兰露天矿横采内排方案研究

在对依兰露天矿的开采现状、煤层赋存条件、开采境界等分析的基础上,针对生产接续困难的问题,提出横采内排的开采方案,主要研究了横采内排开采参数、首采区的确定、过渡方式和接续程序、内排方案。     

依兰露天矿横采内排过渡期生产方案研究

在对依兰露天矿的开采现状、煤层赋存条件、开采境界等分析的基础上,针对该矿生产接续困难的问题,提出横采内排的开采方案,主要研究了横采内排开采参数、露天矿采区划分、过渡方式和接续程序、内排方案。     

倾斜煤层露天矿横采内排采区合理宽度研究

倾斜煤层露天矿在生产过程中,为降低剥采比、尽快实现剥离物内排、节约运营成本,开采方式由纵采转变为横采。目前针对露天矿采区宽度的确定多采用经济合理或技术可行的方式,这2种方式各有利弊,难以合理优化露天矿采区宽度。为对采用横采内排开采程序露天矿的采区宽度进行优化,提出了一种横采内排采区宽度优化方法。该方法基于露天开采原理,建立了倾斜煤层露天矿横采内排模型;分析了横采采区宽度与平均剥采比的关系与变化规律;探讨了剥离运输成本对经济合理剥采比的影响以及横采采区宽度与剥离内排运距的关系。通过建立剥离运输成本与运距之间的联系,间接地确定了横采采区宽度与经济合理剥采比的关系与变化规律。在规定了生产能力的前提下,分析横采采区宽度与露天矿年推进度的关系。通过以上方法确定经济合理的最大横采采区宽度,满足技术可行的最小横采采区宽度,并给出采区宽度优化原则。将此方法及确定原则应用于准东露天煤矿,对采用不同横采采区宽度时露天矿的平均剥采比、经济合理剥采比、年推进度进行了分析计算。结果表明:优化后的采区宽度为1.0 km,平均剥采比为1.89 m~3/t,经济合理剥采比为2.11 m~3/t,保证了矿山生产能力、提高了露天矿经济效益。     

含顺倾弱层软岩边坡三维稳定性影响因素分析

为定量揭示露天矿开挖过程中各人为因素对含顺倾弱层软岩边坡三维稳定性的影响及其程度,以扎哈淖尔露天矿南帮边坡为工程背景,基于强度折减法,应用FLAC~(3D)数值模拟软件,探讨了开挖位置、开挖坡角和内排追踪距离不同时南帮边坡的变形破坏机制和边坡稳定性的影响规律。结果表明:无论开挖位置、开挖坡角与追踪距离如何变化,横采南帮的滑坡模式均为以IVC煤底板弱层为底界面的切层-顺层滑动;在横采条件下,边坡三维稳定性主要受内排追踪距离影响,随追踪距离的增大呈负指数规律减小,且随开挖位置的向南偏移或开挖坡角的减小近线性减小;在横采条件下,内排土场与工作帮间的追踪距离控制在一定范围内时,可以充分利用边坡稳定性的三维效应回收煤炭资源。     

倾斜煤层露天矿横采内排采区合理宽度研究

在倾斜煤层露天矿开采过程中,为促进剥离物内排,可将纵采方式转变为横采方式.为提高采区宽度合理性、降低成本投入量,需对横采内排采区宽度优化方法进行分析.对此,文章首先创建倾斜煤层露天矿横采内排模型,然后对倾斜煤层露天矿合理横采采区宽度确定方法进行详细探究.     

依兰露天煤矿分区陡帮横采内排技术改造方案研究

在对依兰露天煤矿煤层赋存条件、开采现状分析的基础上,为解决目前及将来存在的主要开采技术问题,提出了单斗—汽车工艺分区陡帮横采内排的技术改造方案,主要研究了分区方案、边坡安全控制措施,并进行了效益分析预测。     

平庄西露天矿横采内排方案过渡期生产方案设计

西露天矿通过了陡帮横采内排开采方案的设计,自2008年进入横采内排过渡期,通过过渡期生产方案的合理设计,为延长西露天矿服务期限、实现横采内排方案奠定了基础。     

扎哈淖尔露天矿半连续系统移设方案研究

通过对扎哈淖尔露天矿半连续工艺2种移设方案对比研究,将半连续排土系统与单斗-卡车工艺作业区域进行合理化分配,增加了有效内排空间,降低了生产成本,提高了经济效益。     

朝阳露天煤矿非工作帮滑坡治理

为做好治理滑坡工作,朝阳露天煤矿采用"边坡实时监测+疏干排水+窄条带横采内排"采矿协调治理方案。将滑坡区域划分为西、中、东3个区共36个条带,采用倾向短工作线走向推进(横采),跟踪内排方式开采,条带底宽30 m,最小内排跟踪距5 m,排土段高15～18 m。在内排土场场基底南北向铺设80 m宽,1 m厚毛石,以疏排内排土场基底水,提高内排土场边坡稳定性。滑坡治理期间加强坑底积水的疏排,同时加强地表水拦截和坡表水引排,减小坑底水仓疏排水压力。     

霍林河南露天煤矿横采内排工艺应用

针对霍林河南露天煤矿横采内排工艺应用现状,考虑到内排追踪距离、边坡稳定性等因素,采用理论分析与现场踏勘相结合的方法,确定了最小内排追踪距离,选取典型剖面分析南露天煤矿现状端帮、横采工作帮、横向内排土场边坡的稳定性,并确定了端帮边坡和横向内排土场边坡的最大稳定帮坡角。分析得出横采内排工艺端帮边坡、工作帮边坡以及横向内排土场边坡均满足安全储备系数要求,计算得出端帮边坡最大稳定帮坡角为25°,横向内排土场边坡最大稳定帮坡角为17°。     

相邻露天煤矿边帮煤开采内排留沟高度优化

为了提高相邻露天煤矿边帮煤开采经济效益,以相邻露天煤矿间边帮形态及压覆边帮煤特点为基础,推导出边帮煤开采剥采比与边帮煤开采宽度的分段函数表达式,确定了边帮煤开采剥采比呈先线性降低、再缓慢降低后增大、后急剧增大3个阶段.综合考虑边帮煤开采对相邻露天煤矿间的影响,以剥离费用、采煤成本、两矿运距增加费用、边帮煤销售收入、留沟部分增加的转排费用及留沟部分减少的二次剥离费用为指标,推导了基于边帮煤开采综合经济效益最大的单环内排留沟高度优化模型.提出留沟内排搭桥运输方法,并考虑留沟内排搭桥对端帮运输系统的影响及桥体二次剥离成本增加,修正得到了内排搭桥条件下留沟高度和内排搭桥移设步距优化模型.以黑岱沟和哈尔乌素露天煤矿相邻边帮煤开采为例,结果表明:留沟高度随采深的增大而增大、随坑底宽度的增大而逐渐降低,单环内排模式下的留沟高度随采深及坑底宽度变化的趋势较大,而内排搭桥条件下的留沟高度变化趋势相对较小.单环内排条件下留沟高度为85.56 m,内排搭桥条件下留沟高度为77.52 m,内排桥移设步距为377.7 m.     

TM30变形监测系统在露天煤矿滑坡预警中的应用

露天煤矿边坡管理工作至关重要.成功预测预报露天煤矿边坡稳定状况,对安全生产具有重要意义.平庄西露天煤矿启动陡帮横采内排开采方案后,边坡岩体变形监测预报工作的重要性尤显突出,该矿通过对TM30边坡变形监测系统的有效开发和应用,成功地预测了“4·17”滑坡,避免了灾害性事故的发生.     

霍林河北露天煤矿相邻采区转向时期煤柱安全回采及内排空间优化研究

基于霍林河北露天煤矿开采条件和开发现状，针对露天煤矿实际生产中相邻采区转向过渡、采区间煤柱回采、内排土场空间紧张等难题；分析了采场-内排土场复合边坡稳定性，采用内排压脚、随采随排、及时压帮的方式解决内排土场滑坡区域带来的边坡安全隐患问题，确定了采区间煤柱区域最终开采形态和开采方式，提高煤炭资源回收率；详细规划了采区转向过渡时期的采剥工程计划，优化内排土场排弃空间，避免发生外排占地，为露天煤矿安全高效生产提供了保障。     

大型露天煤矿工作线布置方式研究

为了减小露天矿山施工难度,需要对工作线的布置方式进行合理选择。对露天煤矿常用的6种工作线布置方式优缺点及适用条件进行了分析,选取6个影响方案选择的评价指标,利用理想解法建立综合评价模型。针对黑岱沟露天煤矿生产情况提出3种工作线布置方案,即:分区横采方案、分区纵采方案、基坑布置方案。选取基建工程量,内排运距等因素建立评价模型,分别按照效益型指标,成本型指标进行计算,确定方案总排序。结果表明,采用分区横采布置工作线时,可以尽快实现剥离物内排,减少基建时间,减少汽车内排运距,提高采掘设备的效率。     

倾斜煤层窄长形露天矿横采内排分期境界优化

为了使采用横采内排开采程序的倾斜煤层窄长形露天矿开采境界最优化,依据露天开采原理,提出一种分时期优化境界的方法。该方法依据剥离物流向流量的变化,将其矿山工程划分为3个时期,即:全部外排期、部分内排期、全部内排期;通过构建各时期剥、采、排工程位置模型,分析了开采过程中不同时期剥离物流向流量的变化对经济合理剥采比的影响,揭示了经济合理剥采比与内排工作线推进度的关系,构建了各煤、岩层边帮厚度拟合函数,阐释了采用循环判断方式确定剖面最优边帮位置的方法,给出了分期境界优化的原则、适用条件及优化模型。将此方法运用于神新能源黑山露天煤矿,结果表明:经济合理剥采比由8.06 m~3/t逐期增加至10.54 m~3/t,较原设计境界经济可采储量增加44.95 Mt,服务年限增加4.26 a,实现了露天开采经济效益最大化。     

平庄西露天矿深部陡帮横采内排方案研究

在对西露天矿的煤层赋存情况、边坡工程地质条件、开采现状分析的基础上,针对露天矿即将闭坑深部煤炭开采的接续问题,提出了在深部陡帮横采内排的开采方案,主要研究了深部帮坡角及开采境界、边坡稳定的监测与控制措施、横采内排初始拉沟过渡方案。