陡帮开采技术在胜利露天煤矿的应用

徐荣兴

（鞍钢矿业爆破有限公司，辽宁 鞍山 114000）

陡帮开采技术在胜利露天煤矿的应用

徐荣兴

（鞍钢矿业爆破有限公司，辽宁 鞍山 114000）

胜利露天煤矿非工作帮及端帮地表已经达到设计境界，由于地质情况复杂和滑坡等原因，非工作帮及端帮边坡角度较缓，尚未达到原初步设计的底部境界，为了在保证安全的前提下尽量回收非工作帮及端帮下部的6煤，胜利露天煤矿对非工作帮及端帮进行了陡帮开采。胜利露天矿陡帮开采工程的顺利实施对建设资源节约型企业的意义重大，也为其他同类矿山提供了宝贵的借鉴经验。

胜利露天煤矿；陡帮开采；技术；帮坡角

1 开展陡帮开采工作背景

胜利露天煤矿位于内蒙古自治区锡林浩特市北郊6km，矿权范围东西平均长7.50km ，南北平均宽4.58km，面积34.36 km2。设计能力为20 Mt/a，于2004年正式开工建设，2006年2月由国家发改委核准，核准能力为20 Mt/a。胜利一号露天矿现开采的煤层为中灰、低硫、低磷、中等热值的褐煤，目前开采的主要煤层是5、6号煤层，煤层倾角小于5º，煤层埋藏较浅，5号煤层平均埋深45.9m，5、6号煤层间距平均59m，6号煤埋藏深度平均121.2m，剥离物多为泥、砂岩等软岩，全矿剥采比平均2.66t/m3。开采工艺剥离采用单斗—卡车间断开采工艺；采煤采用单斗—卡车—地面半固定式破碎机—带式输送机半连续开采工艺。胜利露天煤矿为土质边坡，自2005年以来，采场东部非工作帮、北部端帮、南部出入沟道路已多次发生不同规模的滑落、坍塌，给生产组织造成极大影响，并不同程度地破坏了地面疏干管路及部份供电设施。为了能够保证露天矿初期的安全生产，露天矿采取增大平盘宽度，减缓帮坡角的方法以保证边坡稳定，但是，这样降低了煤炭的回采率。为了将未采出煤全部采出，露天矿决定进行陡帮开采工程。

2 陡帮开采技术应用

2.1 陡帮开采范围

2010年6月末，露天矿东帮南段和南端帮的6煤全部揭露底板并按正常台阶参数留设了运输平盘，已具备了一定的内排空间和条件，同时考虑到6煤生产位置紧张，回采煤量少、提高资源回采率和增加经济效益等因素，决定对已经揭露底板并具备内排条件的东南帮进行陡帮开采设计并尽快组织实施。

2011年，露天矿陡帮开采区主要集中在东帮北段和北端帮，陡帮开采工程施工是否顺利进行，是6号煤开采接续、内排计划实现和年度生产计划顺利实施的关键所在。

2.2 陡帮开采初始设计方案的制定以及在实践中不断完善

（1）边坡稳定性分析

为了确保安全生产，神华北电胜利能源有限公司于2007年9月委托中国矿业大学和南京大学对露天煤矿的边坡进行了研究，研究的结论是：露天煤矿的总体边坡角不大于18°是稳定的。之后胜利露天煤矿采用了这个结论，调整了边坡角进行施工。

为了尽快回收东帮边坡下部的6煤，然后进行内排，神华北电胜利能源有限公司于2010年5月委托中国矿业大学和昆明煤炭设计研究院对东帮和南帮6煤回收方案进行设计。本设计采用中间桥的方式，建立内排通道，剥离和采煤采用陡帮开采的方式，实现快速剥离和快速采煤的目的。

在边坡稳定性评价中采用了刚体极限平衡法，分别按照6煤顶板向东推进20m、30m、40m、60m和80m进行稳定性计算，同时计算出单位走向长度上需要剥离的岩土量、采煤量、剥采比和对应的稳定性系数。

从剥采比的大小看，几种推进方案都是合理的，但考虑到安全问题，确定采用推进30m方案，这样既可以回收6煤，又可以保证安全，此方案实施后可安全采出6煤80万t。

（2）陡帮开采方案实施过程

东帮南部首先要用西帮的剥离物从西煤帮860水平由西向东形成一条路堤，路堤顶部宽度30～40m，向东逐渐升高到达东帮的870水平，以建立剥离的内排通道，923、914、902、890和880水平的剥离物通过路堤向路堤的南侧中部进行内排。其次，从东帮北侧上部开始清帮，逐步向下发展，同时从东帮南部进行清帮。剥离物通过路堤进入内排土场。在陡帮开采过程中，初期利用中部路堤快速剥离至内排通道，内排土场形成后，由于陡帮开采在非工作帮，不影响总的开拓运输系统。

当6煤顶板的剥离工程形成150m的空间时，用“短工作线、快速推进、快速内排压帮”的方式回采6煤。完成第一幅6煤回收工作后，立即进行内排压帮。

南端帮6煤顶板以上剥离物通过南帮自东向西剥离，从西部运出，6煤的回采方法与东帮南部的方法相同。

东帮北部先将6煤顶板900水平以上的边坡按原设计推到位（平均走向长度约650m），下部的岩层和6煤依然采用“短工作线、快速推进、快速内排压帮”的方法进行开采。

露天矿结合并借鉴东南帮陡帮开采方案，北帮边坡的稳定帮坡角确定为22°，2011年9月，胜利露天矿开始北端帮陡帮开采工程：首先对北端帮870～855两个剥离台阶水平平盘进行压缩，最终平盘宽度为20m，物料经西侧工作帮，至内排土场进行排弃。北帮6煤分为4个采煤台阶，从采场西侧工作帮做835-825水平坡道，上部采煤台阶留出宽度为15m的保安平盘，下部台阶平盘宽度均为5m；台阶高度为10m，最下部台阶高度为5m，与西侧工作帮采煤工作线拉通。

3 结束语

从2010年7月开始，胜利能源公司露天矿实施陡帮开采，到2011年12月11日结束，累计采煤622万t，剥离458万m3，剥采比仅为0.73m3/吨，创造直接经济效益9.95亿元。胜利露天矿陡帮开采技术的合理应用不仅提高了煤炭回采率，解决6煤生产接续和增加内排土场和排土空间的问题，而且均衡了生产剥采比，使露天矿生产方案更加合理和完善，资源得到更加合理的利用，有效的降低了采矿成本，经济效益非常明显。

TD82

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1671-3818（2016）10-0034-01