浅析 某 露天煤矿 内排土场设计 方案

苑忠义

天津矿山工程有限责任公司

摘要：为解决某露天煤矿外排土场征地困难，尽量利用现有的占地范围，在开采程序的时间和空间上进行调整，利用露天矿坑的底部空间快速实现内排，降低排土运距、节省经营成本，提高土地利用率，合理设计内排土场排弃方案。

关键词：倾斜煤层内排土；内排土场区域划分；内排土工作线转向

1 排土场总体布置

1.1矿山采区划分及开采顺序

某露天矿田天然划分为南部的上盘区，北部的下盘区（某背斜北翼、F9断层下盘）。首采区开采完成后，再在现矿坑坑底向下盘延深至C1煤层，向北推进至北部最终境界，然后开采三采区，直至最终境界结束。开采顺序是：首采区→二采区→三采区，其采区划分及开采顺序可实现首采区采完后进行内排，当开采二采区时，此时剥离可以实现部分内排,采用卡车运输,实行下部双环、上部单环内排。

1.2排土区域划分

某露天煤矿各采区生产的工作线长度与矿坑宽度相同，设备作业条件好。首采区上盘已接近采剥完毕，向北延伸至二采区，即全矿区可进行内排土作业，形成首采区内排土场→二采区内排土场→三采区内排土场。

1.3排弃方式、内排量、排土参数

内排土排弃方式设计为汽车运输—前装机边缘排土。某露天煤矿某背斜北翼倾角一般6～8°，属缓倾斜煤层，南翼倾角一般9～22°，属缓倾斜～倾斜煤层，首采区首先开采背斜南翼西部，由于不具备内排条件，首采区剥离物全部运往南部外排土场排弃，目前计划开采上盘C3为最下可采煤层，采用技术手段C3煤层剥离实现分区内排，内排土量为42.5万m³，减轻外排负担。排土段高按原初步设计为20m，通过计算排土工作线长度400m，排土平盘宽度76m

首采区+760m以下排土容量176.5万m³，+760m~+780m排土容量410.2万m³，+780m~+820m（矿区西侧顶部边缘标高）排土容量1090.8万m³，即首采区排弃至+820m总排土容量为1577.5万m³。即二采区倒堆一采区剥离量为1573万m³。首采区上盘北部各可采煤层采剥完毕，首采区内排土北部边缘与向二采区过渡采煤安全距离满足需求。

二采区总剥离量4326.45万m³，运往一区倒堆1577.5万m³，二采区坑内内排量2748.95万m³，计算二采区内排土以+820m标高计算内排土容量为3256.7m³，二采区剩余排土量508.65万m³为三采区开采创造内排条件，则三采区实现跟踪内排。

2 首采区内排

2.1首采区内排土布置合理性

现拟开采C3煤层处于某背斜南翼，倾角较陡17°~22°，属于F9上盘煤层。ZK203柱状图显示厚度为4.26ｍ，根据已开采现状，预计C3煤层可采厚度3.5~4.8m，全区可采，顶板岩性是粉砂岩及泥岩。由于C3煤层属倾斜煤层，整层开采难以实现内排土，故沿C3煤层走向方向将首采区划分为分三个分区由东向西依次开采，1分区走向近东西，倾向由北向南，倾角12°38'；2分区煤层走向近东西，南北倾角约9°36′；三采区煤层走向近东西，南北倾角约10°12′。设计剥离采用分层沿矸石东西走向剥离，开采方式为Ｃ3煤层整层开采，3分区均顺煤层倾向开采，分区开采时在首采区采完后，可将下一采区的剥离物实现内排土排弃到前一已采完的采区，无须在矿体底盘扩帮，排土方案为首采区整体实现内排土创造条件。

2.2首采区内排土方式

南帮C3煤层采剥设计明确，计划分三个小分区，由东向西一次为1分区、2分区、3分区依次剥离和采煤，工作面长度为总长560m，宽度200m，每一分区长度平均180m。剥离矸石在770~730m水平，厚度6~7m。

2.3矿区首采区采剥完毕全面内排

首采区1分区与2分区+740m内排土容量即可满足南帮C3煤层采剥总量，即首采取采剥完成，根据原初步设计及边坡稳定分析计算结合矿区修建排土运输路线，首采区设计排土最终标高为+820m，富余排土量为1535万m³。根据该矿年排土量为3.42Mm³，约为该矿4.5年剥离量。为首采区过度二采区创造了内排空间。首采区内排土+820m终了平面。

3 二采区内排

3.1二采区生产现状

目前二采区工作平盘总宽度约560m，工作线长度约260m，目前进行C3，C4煤层采剥，待进行C1煤层采剥后即二采区可全面进行内排，排土方式同首采区，为保证行成双环排土运输道路，保留首采区与二采区中部运输道路，中部运输道路与西侧端帮共同形成双环排土运输道路，二采区留沟内排，保证内排土工作线长度及与工作帮坡底线距离。

3.2二采区内排完成及三采区准备

根据原初步设计，二采区采剥方向由南向北，二采区现已进行C4煤层开采，上部剥离满足内排土工作平盘及留沟要求，待开采最下煤层时可实现二采区内排土，考虑采用“L”型组合转向方式，二采区转向前内排土场终了平面如下图所示，形成5个排土台阶，排土量为1785万m

³，采煤利用原中部运输道路，排土利用西端帮进行排土。完成二采区转向进入三采区，二采区“L”型组合转向方式即进入三采区排土终了.

4 三采区内排

三采区条形分布，采剥量相对首采区、二采区较大，三采区煤层赋存相对较高，转向剥离量增大，转向区剥离量增大问题已顺利解决，三采区可实现通过东侧及北侧端帮进行跟踪内排，根据地形关系矿区东高西低，三采区即东部剥离标高相对较高，内排土高度对比二采区增高40m，即顶部排土高度为+860m。+820m以下台阶均与二采区内排台阶相连接，排弃终了示意图如图1.

图1 三采区排土示意图

5 结语

通过原采区划分及开采顺序，提出了当工作面推到首采区南部最终边界后，向北延伸至下盘煤层开采第二采区时，可以进行全部内排。

在首采区上盘煤层由东向西划分1分区、2分区及3分区依次开采，解决倾斜煤层不利于内排土，即可形成首采区南帮到界区域顺利全部实现内排土，为今后二采区、三采区实现内排土创造条件。

二采区内排完成及三采区准备，考虑采用“L”型组合转向方式，在满足安全生产、技术合理的情况下实现了经济效益最大化。

参考文献：

[1]GB 50197-2015 煤炭工业露天矿设计规范[S].

作者简介：苑忠义，1997年10月，男，汉族，吉林临江人。2019年毕业于山东理工大学，采矿工程，本科学历。现助理工程师；现在天津矿山工程有限公司工作，从事技术工作。

工作单位：天津矿山工程有限责任公司

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