安家岭露天矿端帮采煤方法及系统布置的究

对安家岭露天煤矿端帮采煤工艺系统和开采方法、端帮采煤与露天采排工程的关系等进行了研究.推荐采用台阶式开采方案,对于10 m左右厚的煤层可以一次采全高,采区采出率可达45%以上.端帮采煤与露天矿生产的关系至关重要,露天采排工程从时间和空间上直接影响着端帮采煤的年产量和采出率.     

平朔东露天矿端帮开采技术

分析了平朔东露天矿4#、9#煤端帮采煤的可行性,通过计算端帮煤柱整体安全系数,结合东露天矿生产条件,得出4#、9#煤采取单排采巷,4#、9#煤支撑煤柱宽度分别为5 m与6 m,隔离煤柱宽度分别为20 m与24 m,隔离煤柱间支撑煤柱数量都为10,通过采取端帮采煤,可多采出原煤28.47 Mt。分析端帮采煤与矿坑生产时空关系,保证端帮采煤上覆岩层安全厚度,使得端帮开采不影响矿坑正常生产与设备安全作业。     

复合煤层露天矿综合开采工艺经济合理工作线长度优化

对复合煤层露天矿综合开采工艺经济合理工作线长度进行了优化.计算了多种单一开采工艺条件下露天煤矿工作面运输成本,建立了复合煤层露天矿综合开采工艺开采模型,分析了露天煤矿工作线长度和生产剥采比的关系以及开采单位煤量的采排成本与生产剥采比的关系.以综合开采工艺系统的年采排费用与工作面运输费用总和最低为目标,给出了复合煤层露天...     

平朔东露天矿端帮4~#煤采掘实践

对东露天矿北端帮和东帮4#煤进行了系统分析和研究,综合考虑端帮边坡稳定性和时效性,采取了合理的开采方法将其回采。对东露天矿后续的端帮采煤提供了有力支持,同时对地质和生产条件相似的露天矿山提供参考依据和实例,提供了一种新的端帮采煤方法。     

伊敏露天矿联合作业条件下采排关系优化

通过对采区转向、地质构造、东端帮煤炭开采、西端帮扩帮、采煤半连续系统等影响因素进行分析,并从东端帮煤炭开采形式、东端帮的合理开采、西端帮排土线路等方面对伊敏露天矿的采排关系进行优化。     

露井联合端帮膏体充填开采边坡稳定研究

目前对于膏体充填端帮采煤的研究尚少.以义煤天新矿业公司露天矿为例,采用FLAC与强度折减法相结合的方法对回采期间边坡的变形以及回采对边坡的稳定性造成的影响进行了模拟,对露天转地下端帮开采过程中边坡的变形机理进行了系统的研究.揭示了不同充填率端帮开采过程中边坡的变形规律.     

露天矿端帮开采参数计算分析与围岩应力数值模拟研究

对安家岭露天矿端帮采煤主要技术参数进行了理论计算与分析,并应用FLAC数值模拟软件对端帮开采煤柱间围岩应力动态演变过程进行了模拟研究,得出端帮开采煤柱间应力是相互影响的,围岩垂直应力分布由“微马鞍形”回“马鞍重叠”及“平缓马鞍形”转变的动态演变规律;安家岭露天矿端帮采煤在采宽累计超过80－100m时,围岩应力基本趋于稳定,所确定的端帮开采主要技术参数是合理的。     

独木采区西端帮境界外边坡下部矿体开采技术

针对独木采区西端帮目前的开采现状,在现有露天底的基础上,保证露天采场上部边坡不扩帮的前提下,开采西端帮境界外高陡边坡下部矿体。从边坡稳定性、采排工艺、开采安全技术措施及经济效益等方面进行了分析研究,研究结果表明,该矿体开采技术可行,安全可靠,为矿山多回收105．3万t磁铁矿石,创经济效益1693．22万元。     

基于端帮开采的边坡稳定性及巷道布置形式优化研究

为高效、安全回采露天矿开采后端帮大量压煤,查明端帮开采下群巷效应所引起的边坡变形和应力重新分布特征,保证边坡稳定安全;以某露天矿为工程背景,通过分析端帮开采煤柱应力分布特征来确定合理的端帮开采煤柱设计参数;采用Midas GTS NX有限元数值模拟来研究端帮采煤所引起边坡的受力和变形特征及验证边坡稳定性;进一步通过优化采巷布置形式来提高回采率。研究结果表明:对于端帮厚煤层开采而言,煤柱强度、尺寸及采巷布置形式是影响边坡稳定性的主控因素;单、双排采巷布置下整体边坡安全系数分别为1.21、1.14,边坡安全性降低,但仍能够满足安全系数要求;端帮压煤回采率将提高5%,能够有效回收端帮压覆资源量。     

再论露天矿群开采-采排复一体化协同采矿技术

我国大型矿田上一般同时存在多个相邻露天矿,针对相邻露天矿山独立开采时常存在边帮压煤、内排土场空间不足,以及土地复垦滞后等诸多问题,基于笔者提出的露天矿群协调开采技术,通过运用露天采矿学的基本原理,引入协同理论,提出了露天矿群开采-采排复一体化协同采矿技术的概念,详细阐述技术理念及内涵,重点研究了露天矿群开采、排土、复垦...     

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。     

复合煤层露天矿下部煤层开采境界优化

通过理论分析与计算,研究近水平复合煤层露天矿剥、采、排程序对经济剥采比的影响,提出了复合煤层露天矿下部煤层开采境界的优化方法。分析了露天矿经济剥采比的影响因素,建立了复合煤层露天矿剥、采、排工程位置模型,构建了下部煤层及其覆盖物厚度拟合函数,揭示了下部煤层开采境界与开采成本的关系,研究开采下部煤层经济剥采比的优化确定方法。在神华宝日希勒露天煤矿进行了实践,结果表明:此方法能够使近水平复合煤层露天矿下部煤层得到经济合理地回采,实现矿床开采的经济效益最大化。     

端帮靠帮开采稳定性分析与经济效益研究

利用靠帮开采的相关理论,提出了端帮靠帮开采的边坡稳定性分析的2种方法,建立了由靠帮开采带来的经济效益研究模型和节约的二次剥离成本计算模型。以我国北方某露天矿为例,确定了一条区的两侧端帮边坡角可以由37°分别提高到44°和42°,由此每年可以获得的经济效益为11 692.112万元,每年可以节约一二条区之间的二次剥离成本1 662.287万元。结果表明：对我国大型近水平露天煤矿实施端帮靠帮开采,在技术上是可行的,具有很好的经济效益。     

旋转式采煤工艺在煤矿生产中的应用

采煤工艺作为煤矿正常生产的核心,直接关系到综采作业的效率、煤炭回采率和综采作业的安全性,随着对综采作业要求的不断提高,旋转式采煤工艺在煤矿井下的应用范围也不断扩大。以黄家沟煤业1205综采作业面为分析对象,对旋转式采煤工艺在井下的应用情况进行了研究,为优化综采方法、提升综采作业效率和煤炭回采率奠定基础。     

露天采矿活动对生态脆弱区水资源的影响及其对策

 随着西部地区煤炭开采活动强度的不断增大,西部地区水资源的短缺与煤炭开采活动对环境的破坏之间的矛盾越来越突出。为实现煤炭开采地区的可持续发展,通过对地下水系统的分析,结合地下水运动的规律,提出了针对露天矿的保水开采方法,即能够实现内排的露天矿通过重构关键地层技术实现地下水系统的重构与恢复,不能够实现内排的露天矿通过重建地下水补给区的办法恢复地下水系统。最后针对水资源保护的目标,对排土工艺做了适当的调整。     

Prediction of instability of slopes in an opencast mine over old surface and underground workings

Abstract

Jharia coalfield is a chief storehouse of prime coking coal in India. Earlier,many shallow seams were exploited by surface mining but when this method became uneconomical the mine operators resorted to underground method. However, due to various geotechnical problems, it was not possible to fully extract coal by underground method. Opencast mining is now being planned for extraction of coal locked in partially worked coal seam for ensuring maximum recovery. The major problem envisaged in conducting opencast mining insuch areas will be the stability of slope. In this paper, the technique adopted for simulation of 144 10 thick section of rock mass in equivalent material model is outlined. Old shallow surface excavation upto 33.0 m and later on underground workings were simulated in coal seam II/III. The span of the void was 160 m. An opencast excavation was conducted for recovering locked coal. The behaViour of slopes are reported here.     

铁路下采煤保护煤柱设计

铁路保护煤柱影响到铁路的安全运营和煤炭开采．针对中井矿铁路压煤严重、煤炭回收率低的问题,采用垂线法对中井矿铁路保护煤柱进行留设,并设计了合理的开采措施与铁路保护煤柱相配合,通过地表沉陷预计对铁路保护煤柱的合理性进行检验．结果表明：中井矿铁路保护煤柱能够有效的控制地表变形,将铁路干线变形控制在国家保护等级范围内,即保证了地下煤炭资源的采出,又不影响铁路安全运营．     

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。     

基于靠帮开采的局部陡帮开采方式研究

基于靠帮开采下部境界外扩法和上部境界收缩法2种开采方式,结合露天边坡地层层序律和时效性特点,提出了下部边坡外扩陡帮和边坡内缩陡帮2种局部陡帮开采方法,并分别推导出剥采比计算公式。采用控制变量法研究了煤层厚度、岩层厚度、局部陡帮高度对剥采比的影响,得出上部境界收缩法与边坡内缩陡帮法对煤层厚度、岩层厚度的变化较为敏感的规律。以霍林河露天矿南区西帮为例进行分析,边坡内缩陡帮法为霍林河露天煤矿最佳陡帮开采方案,可减少5 605.95万元的生产投资。     

露天煤矿抛掷爆破拉斗铲倒堆与时效边坡多参数耦合机理

大型现代化露天煤矿的生产,既是在地壳实体上构造空间,又是在空间上构造矿山实体的复杂过程,揭露煤层需要进行大规模的爆破剥离,不可避免地形成了采场工作帮、非工作帮、端帮、排土场高陡边坡、相应的采场工作帮、端帮高陡边坡形成、几何参数、服务状态等是一个动态变化过程。 论文综合运用露天采矿学原理、可靠性理论、防灾减灾学理论与矿山岩体力学方法,通过调查研究、实验室研究、理论分析、数值模拟和现场工程实践,建立了露天煤矿边坡三维潜在滑动面稳定性分析方法,创建了棱柱体和圆柱体三维滑坡模型,分析了边坡暴露长度与稳定性之间的关系。 基于露天煤矿端帮高陡边坡特点,建立了露天煤矿非对称地应力卸载拱墙模型,分析了边坡各层岩体变形的协同性,结合弱层蠕变老化理论,给出了露天煤矿边坡失稳的判断准则,揭示了露天煤矿高陡边坡稳定性分析的露天采矿学基本原理。 基于露天煤矿采场高陡倒堆边坡的三维展布特点,建立了采矿工艺极限推进度数学模型,揭示了露天煤矿采场采动过程中边坡力学变化规律,提出了后冲能量的衰减方程矩阵;根据弹道理论,得到了抛掷爆破的最优抛掷角度,通过建立露天煤矿抛掷爆破有效抛掷率有限元模型和抛掷爆破参数反演模型,进行了有效抛掷率的预测。 针对拉斗铲倒堆工艺开采的特殊性,将拉斗铲倒堆剥离、坑底存煤和半连续采煤环节看作一个系统,根据露天矿的采煤强度要求,利用拉斗铲维修时间分布规律,得到坑底的最小存煤量计算公式,建立了系统可靠性模型,分析出系统所处的5种状态以及其相互转化的规律,得到转移矩阵和有效度;创建了拉斗铲倒堆中间沟运输方式下破碎站和运煤通道移设步距的数学模型,得到了矿山煤仓合理存储容量;建立了拉斗铲服务水平数学模型,得出了拉斗铲服务水平和年计划生产能力、拉斗铲的作业时间和煤层厚度变化的关系;提出了限制工艺与非限制工艺的概念,实现了拉斗铲作业参数动态调整。 通过黑岱沟露天煤矿的实例研究验证了研究内容、方法和结果的正确性和有效性。