开采方案第二版.doc

石炭井环境治理项目部剥采方法设计报告第一节 现场施工概况目前施工方使用半连续生产工艺，即单斗挖掘机自卸卡车。经过对周围矿区施工队的调查，目前服务年限较短的小型矿产队伍都采用此生产工艺，此工艺机动性强、使用方便简单、投资少，适用于排渣距离短，施工周期短的矿采项目。但当服务年限长达几年或几十年时，排渣量过大导致附近排渣场地紧张时，即使用连续生产工艺，形成流水线式作业，使用单斗挖掘机配皮带传输机、火车等运输工具，运输渣土至几十公里外的渣场。连续生产工艺前期投入固定资金较大，但使用成本小、维修费用小、使用周期长。现对施工方开始施工至今的施工情况做以下说明：1、通过宁夏煤炭勘察工程公司测绘的数据显示，项目部自有区域内自开始施工时已被剥采，形成深凹露天矿，根据实测数据，确定施工区域内的地形山体最高标高1485.3，坑底已被剥采，平均标高1424。2、工程开工之初，计划开口120米，分70米50米两层台阶分步依次向下施工，总长500米，深度直至将5层煤开采完毕。对500米区域分三个区块同时进行剥采，所以在a区块和b区块之间开辟一条排渣道路，根据排渣场选择要素，在距开采区水平距离200米内开拓平台进行排渣，设计渣场3个，方便个区块运输排渣。3、原山体水平平均标高1455，至三层煤、四层煤还有很大距离，为能加快出煤速度，提前开采三、四、五层煤，更改了开采方案，以之前开采作为基础，从边界开始剥采下沉，为能尽快开采出有经济效益的煤种整体推进，争抢资源，为合理利用渣场资源，原三个排渣场合并为一个大型渣场。初期地形勘测图4、目前预计对现有区域东部重点开采，因为以现东部水平高度距四、五层煤较近，出煤及回收效益都会增快。5、对采空区的处理，根据留存资料，采空区全部回填，部分可能未回填的区域也应山体力学原因闭合，故开采施工中并未发生安全事故。目前施工队伍开采示意图第二节 开采参数、剥离方式和采煤方法本次设计推荐：剥离岩石采用单斗挖掘机自卸卡车推土机生产工艺。采煤采用单斗挖掘机自卸卡车半连续生产工艺。其开采参数、剥离方式和采煤方法分述如下：台阶的组成要素坡底面坡顶面HHW台阶坡面一、开采参数（1）台阶划分及台阶高度的确定确定台阶高度时，主要应考虑的因素有：岩层埋藏条件和岩石性质；采掘设备的作业条件；穿爆工作；运输线路的布置和开采强度等。为保证挖掘机挖掘时能获得较高的满斗系数，台阶高度应不小于挖掘机推压轴高度的2 / 3，另一方面主要从爆破效率，台阶悬石、伞岩、机械最大挖载高度等安全工作方面出发，台阶高度应小于挖掘机的最大挖掘高度。根据已有的CAT 345D型单斗挖掘机的最大挖掘高度10.5m，确定台阶高度如下：剥离岩石台阶高度：10m采煤台阶高度：210m（根据煤层厚度定）根据设计规定，台阶高度定为10m。除非有特殊原因，所有台阶设计为相同高度。（2）台阶坡面角 台阶坡面角主要是由岩体稳定性决定的，其取值随岩体稳定性的增强而增大。项目部根据煤层赋存情况、岩石属性及挖掘深度，设计台阶坡面角不大于70。（3）采掘带宽度（a）在坚硬岩石中采用双排孔垂直钻孔爆破时，为保证穿孔设备安全，所采用的采掘带的最小宽度应满足：Aminhctg+e+b，m式中：h台阶高度，取10m；台阶坡面角，取70；e钻机中心线距台阶坡顶线的安全距离，e取3.0m；b钻孔排间距，取5m。由上式计算得，采掘带宽度分别不应小于11.6m。（b）根据挖掘机规格确定的采掘带宽度应满足Af（RWP+ Rxmax）-C式中：f挖掘机规格利用系数，取0.8；C路肩外缘至台阶坡底的距离，取1.0m；RWP站立水平挖掘半径，9.26m；Rxmax最大卸载半径，12.65m；由上式计算得，采掘带宽度应不大于16.5mm。综合上述两组公式，并根据矿山实际情况及采用的采掘带宽度为12m。（4）工作帮平盘组成要素及平盘宽度1、岩石台阶工作平盘由采掘带、爆堆伸出宽度、运输道路及安全宽度等要素组成，平盘宽30m，其平盘要素及宽度见工作平盘组成要素图。2、采煤台阶工作平盘，采煤台阶工作平盘由采掘带、堆伸出宽度、运输道路及安全宽度等要素组成。平盘宽30m其平盘要素及宽度见工作平盘组成要素图。 采剥平盘要素表符号符号意义单位要素值采煤剥离（CAT360挖掘机）H台阶高度m1010A采掘带宽度m1212台阶坡面角煤层角度70TA坡顶安全距离m33TB爆堆伸出距离m66T运输通道宽度m88C安全距离m11B通路平盘宽度m1818Bmin最小工作平盘宽度m3030二、剥离方式项目部开采时已由山坡露天变为凹陷露天开采，地面最高开采标高+1485.3m，坑底最低标高+1424m，高差61m，剥离工作由上至下分台阶，垂直延伸，水平推进。1、拉沟位置和首采区确定以现在项目部施工为例，在选定的开采工艺条件下，根据煤层赋存条件、排渣场的位置，由北至南、由东至西推进。2、台阶划分剥离台阶采用水平分层、工作面剥离方式为：液压挖掘机工作分层开采，把台阶高度大于10m的剥离台阶分为两个台阶开采。3、采场降深方式降深方式采用沿煤层顶帮境界降深，剥离施工中，降深分台阶。掘沟方式采用一次全断面水平装车方式。4、工作帮构成方式采用纵向工作帮组和台阶作业方式，工作线方向与外扩边帮走向一致，将相邻两个台阶分为一组，在第一组和台阶中同一时间只有一个台阶进行采剥作业。5、剥离开拓运输方式开拓运输系统是分别沿煤层露头地形走向布置在工作平盘上，建立半固定坑线运输系统。工作平盘连接的简易公路路面宽8m，坡度不大于8%，坑线与各工作平盘连接构成开拓运输系统。三、煤层开采方法石炭井项目部的采煤方法考虑以减少煤的贫化损失、提高煤质为目标，并使煤的采选工作简单，采用小型单斗挖掘机采装。沿煤层顶板露煤，采用倾斜分层开采，推土机配合处理。煤层顶板上部三角岩石采用2.6m液压挖掘机进行采装，当三角岩石厚度大于5m时，用单斗挖掘机沿煤层顶板倾斜推进。1、采煤方法根据确定的开采工艺及运煤方式，煤层的采装由挖掘机完成，并辅以装载机采装。煤由挖掘机及装载机在工作面装入自卸车，由自卸车运往地面储煤场，为提高煤质，需对煤层顶板采取严格的选采，预计煤层顶板损失煤层0.15m，混入顶板岩层0.1m，煤层底板损失煤层0.2m，混入底板岩层0m。设计确定以挖掘机进行煤层顶板清理，尽可能多的回收煤炭资源，并将顶板损失煤随剥离物一并堆放，从而提高煤质，增加收益。2、剥离方式剥离施工机械均以中小型设备为主，一般为1.63m挖掘机或装载机，装载2030m自卸卡车，设计依此确定开采参数。剥离以水平分层划分台阶。工作面剥离方式为挖掘机或装载机剥离，自卸卡车运输，采取宽工作面（30m工作平盘）之子形作业。第三节 施工开采方案根据现场施工及地形地貌，考虑经济成本，现设计两套开采方案，根据现场施工情况，合理安排施工。设计方案一山体一侧起，台阶式推进（螺旋式开采）。此方案为较为成熟的露头开采工艺，施工有序、平稳、安全。其优点为，开采工艺相对成熟，有许多成功的开采经验可供参考，运输能力强，投资平稳；其缺点为，见效慢，施工周期较长。 阶段性开采示意图 阶段性开采剖面图主要过程：假设一露天矿地表标高200m，台阶高度定为10m，首先在地表境界线的一端沿矿体走向掘沟到190m水平，出入沟掘完后在沟底以扇形工作面推进；当190m水平被揭露出足够面积时，向180m水平掘沟，掘沟位置仍在右侧最终帮，之后，形成190m200m台阶和180m190m台阶同时推进的局面，随着开采的进行，新的工作台阶不断投入生产，当整个矿山开采完毕后，每个台阶都推进到其计划的最终位置。施工开始阶段采用外排方式，至施工后期采用内排方式。上述露天开采过程中通过凿岩（钻孔）、爆破、铲装、运输、排渣等工序具体实现，各工序环节相互衔接，相互影响，相互制约，共同构成露天开采的最基本生产工艺。设计方案二山体两侧同时推进，中间留道驼峰最后开采。此方案前期需要投入大量设备和人力，同时进行两个个体的剥离开采，最后剩余中间一段时，进行一边开采，一边回填的工作，剥离的土石方作为两侧回填渣土使用，节约了成本。此设计其优点，出煤迅速，见效快，施工周期相对缩短，后期节约排渣费用。其缺点，前期投入资金相对较多，前期排渣占用林草地面积会相对增加，管理难度增大。阶段性开采示意图阶段性开采剖面图主要过程：1、确定首采区及拉沟位置，山体两边同时推进；2、当第一工作平台开拓到足够大的面积时，进行下一个台阶拉沟的位置；3、以此类推，当两侧开采达到预期要求时，对剩余中间部分进行剥采，采用边采边回填的方法，直至最终开采境界。通过对上述两个推进方案对比分析，两个方案都有各自的优