端帮开采技术在铧尖露天矿的应用

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1、端帮开采技术在铧尖露天矿的应用端帮开采技术在铧尖露天矿的应用高岩(内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司,内蒙古呼和浩特010010)摘要:针对铧尖煤矿端帮煤开采进行了可行性论证.关键词:铧尖煤矿;端帮开采技术;SHMdoi:10.3969/j.issn.1OO8-0155.2011.07.007中圈分类号:TDO24文献标志码:C文章编号:1008—0155(2011)07—00017—02一,概述铧尖露天矿是鄂尔多斯地区由北方电力公司的子公司内蒙古北联电能源开发有限责任公司建设,建设规模300万t/a,采掘场最终开采境界特征为地表长度9.2km;地表宽度7.8km;开采深度50m～12

2、0m,平均为80m;最终边坡角煤岩层为36.;露天煤矿地表面积59.56kin.全矿田共获得各类资源量158.50Mt,其特点是主采2层煤,但由于矿田范围内存在的几条大沟,将煤层切割为若干个独立的区域,该矿由于煤层在沟谷出露,不存在压覆煤量,但由于上覆剥离物厚度不均,划分的六个开采区中剥采比有的已经达到12.65m/t以上,按照目前煤炭售价已经效益甚微,因此即使像这样的采区有着外部运输条件好的优势,但不得已也得放到后期开采,这样的采区资源量大约在5745万t.图2二,应用1,开采范围本文以剥采比最大的独立的四采区(11.02m/t)和六采区(12.65m/t)为例进行分析.四采区只有

3、5—1煤,储量2174万t,六采区有5—1和6—2煤,储量1469万t,对于剥采比超过规范10以上的煤层开采,由于是独立的采区.需要重新拉沟进行开采,露天矿开采到该采区时整体效益会下降,因此最适合采用端帮开采技术回收该部分资源,由图1可以看出四,六采区在矿田的西北侧为各自独立区域,长宽均在2000m左右,一般来说,按照目前水平煤层SHM可作业(探人)的最大深度为300m左右(见图2),从地形图上看.在上述采区中存在大大小小的支沟,SHM可利用支沟和露头区双向进行开采.2,开采技术第一步:实地对煤岩取样,用计算机模拟实验,测定岩样,煤样的岩石力学特征数据,以便为下一步设计安全煤柱计算所

4、用(见图3).图3第二步:安全煤柱计算.煤柱的留设参数直接影响到资源回收率和整体边帮的安全性,二者是互为矛盾的,本矿开采的5—1煤厚度1.65m,6—2煤厚度2.86m,属于薄煤层,上覆剥离物厚度约45m,两层煤间距30m,假设原岩体抗压强度为10MPa,根据美国Mark—Bien—awski公式给出了计算煤柱的方法(见图4):收稿日期:2011—05一l7作者简介:高岩,高级工程师,毕业于中国矿业大学露天开采专业.现在内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司工作.?17?圈翻.～Sl(0-64+(0.54_0.18式中S——煤柱强度,kPa;S——原处煤体强度,按10kPa;w——煤柱宽度

5、,根据煤厚和滚筒参数取2.8H——煤柱高度,取煤厚度扣除顶底损失后,5—1煤取1.45m,6—2煤取2.66m;L——煤柱长度,取3.5m.图4第三步:设计结论.一般来说,理论计算的矿洞数值需要根据煤层的厚度,抗压强度,探人开采的深度来决定,但具体的开采数值需要在生产中调节,一般来说每开采20个端帮矿洞,应留一个永久煤柱.坍塌的煤柱会引起相邻煤柱的连锁倒塌,从而使整个端帮塌陷.永久煤柱就是用来防止这种连锁反应的更宽的煤柱,该煤柱使用的安全系数至少为1.永久煤柱的设置虽然使回采率降低了一些,但大大降低了危险系数,降低了风险造成的损失.3,回收资源量计算由于四,六采区为山坡露天的形式,利

6、用沟谷可以全部采出下部煤炭资源,两个区资源量合计3643万t,按照上面设计的参数留设煤柱,回采率应该达到70%,可回收2550万t,采用这种开采技术,成本20t,而采用单斗卡车工艺可回收(回采率93%)3388万t,成本112.5t,按照160:Tr/t售价计算,两种开采方式分别可获利35.7亿元和l6.1亿元,所以说虽然SHM开采技术在回收四,六采区时回收的资源量没有间断工艺多,但效益却非常显着.三,结论铧尖露天矿由于天然的地质条件,形成了若干独立分割的采区,最适宜采用这样的开采技术回收资源,回去的很好的经济效益和社会效益,其优点是:不影响露天矿的正常生产,不破坏环境,地表植被得到

7、保护,上述简单的经济效益计算中还未考虑环保,水保以及土地复垦,征地的费用,加上这些项目效益将更加显着,在鄂尔多斯地区大大小小露天矿有100多座,而且很多都是相邻矿,矿与矿之间都留有安全煤柱,矿的本身边坡也压覆了大量资源,造成可贵资源的极大浪费,另外这些年鄂尔多斯煤矿都在实施灭火工程,煤炭资源的"不净"回收,也是造成日后煤炭自燃的安全隐患.煤炭作为不可再生资源,如何使其能更多的采出,更能增加效益是摆在我们经营者和设计者面前的问题,不仅设计者能及时引入先进工艺