安太堡露天矿排土场增高扩容边坡参数优化研究.pdf

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1、煤炭工程第４９卷第１期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ.４９，Ｎｏ.１ｄｏｉ：１０.１１７９９／ｃｅ２０１７０１００４安太堡露天矿排土场增高扩容边坡参数优化研究１，２，３丁鑫品（１.煤炭科学技术研究院有限公司安全分院，北京１０００１３；２.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室（煤炭科学研究总院），北京１０００１３；３.北京市煤矿安全工程技术研究中心，北京１０００１３）摘要：以安太堡露天矿排土场为例，采用基底承载力分析与极限平衡分析相结合的方法，研究了背斜构造影响下增高扩容方案的可行性。通过优化分析，排土场一般平盘宽度进一步缩小３至６５ｍ，总体边坡角进一步增大至１７°

2、，剩余排土空间增加至３３４８０万ｍ，有效缓解了安太堡矿过背斜期间内排不能及时跟进、排土空间严重不足等问题，保证了超前剥离工作的正常进行，研究方法与成果可供借鉴。关键词：安太堡露天矿；排土场；基底承载力；背斜构造；边坡中图分类号：ＴＤ８２４.８文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１７）０１-００１１-０４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｌｏｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｅｘｐａｎｓｉｏｎａｎｄｒｅｎｏｖａｔｉｏｎｆｏｒｗａｓｔｅｄｕｍｐｉｎＡｎｔａｉｂａｏＯｐｅｎ－ｐｉｔＣｏａｌＭｉｎｅ１，２，３ＤＩＮＧＸｉｎ－ｐｉｎ（１.ＭｉｎｅＳａｆｅｔｙ

3、ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｒａｎｃｈ，ＣｈｉｎａＣｏａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ；２.ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＭｉｎｉｎｇａｎｄＣｌｅａｎＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ（ＣｈｉｎａＣｏａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ；３.ＢｅｉｊｉｎｇＭｉｎｅＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｉｎｇａｗａｓｔｅｄｕｍｐｏｆＡｎｔａｉｂａｏＯｐｅｎ－ＰｉｔＣｏａｌＭｉｎｅ

4、ａｓａｃａｓｅ，ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｆｏｒｃａｐａｃｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅａｎｄｈｅｉｇｈｔｅｎｉｎｇｏｆｔｈｅｄｕｍｐｕｎｄｅｒａｎｔｉｃｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｕｓｉｎｇｂａｓａｌｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｌｉｍｉｔｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍａｎａｌｙｓｉｓ.Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｆｌａｔｗｉｄｔｈｎａｒｒｏｗｅｄｔｏ６５ｍ，ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｌｏｐｅａｎｇｌｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｏ３１７°ａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｐａ

5、ｃｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｏ３３４.８ｍｉｌｌｉｏｎｍ.Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｌｌｅｖｉａｔｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｗａｓｔｅｄｕｍｐｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｄｕｍｐｉｎｇｓｐａｃｅ，ｅｎｓｕｒｅｔｈｅｎｏｒｍａｌｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆａｄｖａｎｃｅｓｔｒｉｐｐｉｎｇ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｎｔａｉｂａｏｏｐｅｎ－ｐｉｔｃｏａｌｍｉｎｅ；ｗａｓｔｅｄｕｍｐ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｌｏａｄｉｎｇ；ａｎｔｉｃｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｓｌｏｐｅＸ１３９０和Ｘ１４２０五个内排台阶。安太堡露天矿在向东推进１概述过

6、程中，遇到了楼子沟背斜地质构造，煤系地层由近水平平朔矿区安太堡露天矿剥离采用“单斗—卡车”间断变为倾斜，急剧下降５０～１００ｍ，煤层平均倾角达到８°～１２°工艺，采煤采用“单斗—卡车—端帮下部半固定破碎站—（１４％～２１％），局部最大倾角为２２°（４０％），最大落差达到带式输送机—选煤厂”的半连续工艺，设计生产能力为２７０ｍ。内排土场与楼子沟背斜构造在露天矿境界范围内的２２.００Ｍｔ／ａ。目前正在使用的排土场为内排土场和南寺沟排平面位置如图１所示。楼子沟背斜影响区推进方向ＡＴＢ－Ｐ１２＃土场，内排土场占地面积约６８３５万ｍ，基底主要为１１煤剖面图（垂直于背斜轴方向）如图２所

7、示。３层底部基岩或厚度为２０～５０ｍ的表土层，根据《排土规划受该地质构造影响，平均剥采比将由４.４２ｍ／ｔ增大至３设计》，内排土场最终排弃标高在１５４０ｍ以上，排土总高度８.５６ｍ／ｔ，必须利用前期剥采比较小的有利条件，对楼子至少为２８０ｍ，目前已经形成Ｘ１３００、Ｘ１３３０、Ｘ１３６０、沟背斜影响区的表土进行超前剥离，从而削减剥离洪峰对收稿日期：２０１５－１１－０３基金项目：国家自然科学基金资助项目“含地下空区的斜坡安全评价理论与方法研究”（５１００４０６５）；煤炭科学研究总院基金“露天煤矿边坡稳定性准则及计算方