灵泉露天煤矿F4煤壁回采.doc

灵泉露天煤矿F4煤壁回采施工技术方案长春工业大学 煤矿开采矿技术 2010级牛 冬 冬内容摘要：通过对F4煤壁回采施工设计即保证了煤壁回采过程中的安全又合理安排了生产，这对现在的煤矿发展是十分重要的。灵泉露天矿境界内赋存着F4、F5等几条走向正断层。其中F4、F5两条正断层在露天采场内全区发育，沿煤层走向两次交叉。由北至南形成地垒地堑地垒构造。中部N17断N49断。走向长度800米的范围内为地堑构造。构造内煤炭储量336万吨，土方510万立方米。按原阜新矿业学院一九八六年七月过F4走向断层带边坡稳定性分析及设置原则方案的研究科研成果报告材料按18角预留煤壁。但随采矿工程的延深，按18角预留煤壁非帮继续滑坡，为更好回采煤炭资源。我矿按边坡极限角13延深，随增大了工作帮剥采比，但保证安全生产。因为F4煤壁相对于工作帮处在非帮滑体上，也可以说F4煤壁的煤层上部土方本身是一个滑落体，并持续向工作帮蠕动滑移。如何采用单斗汽车工艺在F4煤壁上进行土方剥离和原煤生产，又最大限度减少滑坡和因滑坡增加土方量是露天矿生产的一大难题。所以合理安排F4煤壁回采施工技术方案是十分必要的。关键词：煤壁回采 施工技术 地堑构造 蠕动滑移 一、编写施工组织设计和安全作业规程1、F4煤壁开采工艺及使用设备在2009年灵泉露天煤矿F4煤壁开采设计方案中根据单斗汽车工艺对矿床赋存条件及岩性适应性强，爬坡能力大，转弯半径小，剥采作业灵活，可实现横采内排的工艺特点，确定F4煤壁开采工艺为单斗汽车工艺。F4煤壁土方卸至内排土场，原煤由汽车运至煤炭转载站然后再由转载火车运至工作帮468水平的选煤厂受煤坑。灵泉露天煤矿F4煤壁开采设计方案即然确定开采工艺为单斗汽车工艺，那么F4煤壁的主要生产设备应是单斗电铲、汽车、推土机等其它辅助设备。单斗电铲又因露天矿工作帮现有WD400电铲，在满足工作帮采装，排弃的能力后仍有富余且配件充足，管理经验成熟。因此F4煤壁的采装设备为WD400电铲，另外选用了EC360B型挖沟机一台做为采装设备补充。汽车露天矿用自卸汽车选型影响因素很多，有矿岩性质及运输量，装载及转载设备的技术规格、运输距离、道路技术条件等。其中最主要的是露天矿的年运量和汽车与挖掘机的合理配合。为了充分发挥汽车及装载设备的效率，汽车车箱容积与装载设备的斗容之比一般应在36之间。所选车型还应保证汽车本身工作可靠、结构合理、技术先进、且备件充足。经过充分比较选用了北重TEREX32T汽车4台与WD400型电铲配合，斯太尔25T汽车5台与挖沟机配合。根据排土场的需要选用了上海产TD320型推土机一台。另外根据生产需要配备了一台加油车、改装了一台洒水车。2、编写F4煤壁施工组织设计与F4煤壁安全作业规程因为从1960年建矿至今工作帮的开采工艺是单斗铁道工艺。那么单斗汽车工艺相对于灵泉露天矿而言是新工艺，如何掌握单斗汽车工艺，并且充分发挥它的先进性？首先针对F4煤壁单斗汽车工艺新涉及到的采装，运输排弃设备的施工程序、作业规格、运输道路规格、生产能力、工作制度等分十一章近四十节编写了灵泉露天煤矿F4煤壁回采施工组织设计，对实际生产中将涉及的问题详细阐述了理论依据。同时参照煤矿安全规程和煤矿技术规程煤矿安全操作规程编制了F4煤壁安全作业规程并得到公司相关部门的批复。二、F4煤壁施工先期准备工作为了保证F4煤壁单斗汽车工艺顺利开采本着超前谋划、超前施工的原则在运输汽车等设备还没到位时着重做了以下几方面工作。1、联络通道的建立F4煤壁工业广场设在坑下非工作帮480水平。而地表标高在540水平。地表至坑下采场有一条运输通道隶属北露天矿，目前该矿运输、运土生产作业繁忙。道路限制坡度也与F4煤壁施工组织设计采用的限制坡度不一致。另外不同单位不同型号的运输设备共同走该通道即不利于生产管理，也不利于安全行车。因此在3月20日开辟了地表与工业广场及采场的运输通道。道路总长0.87km，工程量1.2万立方米，同时在运输通道东侧推筑了防护堤，设置了交通标志。运输通道的另一项工程是416#电铲从工作帮445水平升至F4煤壁480水平。416#铲从445水平升至460水平可以沿3煤的底板行走，从460水平升至470水平时拨货工程量为1.02万立方米，从470水平升至480水平的拨货量为1.226万立方米。2、边坡安全防治工作F4煤壁回采区位于露天矿非工作帮滑体上，由于受过去井工下部开采冒落及地表水的浸渗，非工作帮岩体特别松软，含水率高，煤壁上部岩体始终处于蠕动滑移状态。在2001、2002年局部采用单斗铁道工艺回采F4煤壁时，该地段滑坡移动变形量平均达300mm/天，给当时的回采工作带来很大影响。因此在F4煤壁开采初期就在17断29断300米的走向长度上建立了岩移观测站，设置了3条观测线。通过定期及时对监测资料进行分析，对可能出现的异常情况及时预报，并采取相应的预防措施。另外，造成边坡不稳定的主要原因是水的影响，水起到润滑剂的作用。因此在F4煤壁回采初期即在采区西侧上部开挖了一条排水沟。截住了上部径流的地表水及雨水，并把这些水疏通至F4煤壁采区北侧坑下工作帮2号疏干井内，由工作帮排走。经过2005年的开采实践证明：边坡预防和水的治理对F4煤壁的成功回采起到了较好的保证作用。3、防灭火工作F4煤壁西侧有老火区，当煤壁回采拉开470工作面后就将揭露老火。因此，在F4煤壁施工初期辅设了工作帮3号疏干井至F4煤壁470水平300米长的防火管路。利用煤层疏干水与416铲配合彻底消灭了470水平的老火，也为F4煤壁的成功回采起到了安全保证作用。三、精心组织、合理安排F4煤壁土方原煤生产1、合理摆布采剥工作面格局F4煤壁施工前首先要解决的问题是采用何种开采程序，因为开采程序解决的是采剥工程在F4煤壁境界内空间、时间上的发展变化问题。F4煤壁分布是沿煤层走向17断至53断长800米，垂直走向500格网线至800格网线宽约300米的范围内。整体滑坡方向是沿煤层倾向由西向东蠕动滑移。正确的开采程序在保证采剥工程正常的前提下同时也必须保证最大限度抑制滑坡。经过反复比较借签以往单斗铁道工艺的开采经验，决定采用垂直走向布置工作线、单侧向北推进及时内排压坡角（也就是横采纵推）的开采程序（见示意图）经过2005年的开采实践证明F4煤壁开采程序的正确选择即较好的完成了采剥生产任务，又最大程度抑制了滑坡。2、选择正确的采煤方法根据采剥工程断面图17断、21断、25断、29断四张断面图可知，17断和21断煤层顶板标高在460水平是四个断面中煤层顶板标高较高的。按采矿原理设计，初始采煤拉沟位置可采用两种，一种在17断；一种在21断其中17断见煤稍晚出煤量较少且17断由于滑坡和老火区的赋存煤量不详而21断见煤早，出煤量较大。因此初始煤沟位置选择在21断拉沟。初始煤沟的发展方向存在两种选择：一种是由露煤的西端开始向东拉沟（顺倾向挖沟）；另一种是由东端开始向西拉沟（逆倾向拉沟），第一种煤沟发展方向造成煤的运距长；运输道路复杂；运煤、运土车辆交叉运行并且如果发生滑坡后，采装运输设备不易退至安全地带。第二种煤沟发展方向采煤道路布置简单，因为原煤转载站设在东侧工作帮上，运距短且有利于边坡稳定。当设备受滑坡危胁时，易向东侧退至安全地带，因此选择了第二种拉沟方向。采煤台阶沿煤层走向的发展方向也存在两种方式：一是在21断拉沟后先向南发展，当南侧赋存煤量采完后。即内排压脚然后再回头向北发展完成采场与内排土场的“U”型发展。另外一种发展方向是在17断拉沟直接向北发展，当煤层发展到下一个平盘时煤沟也随之下移，但前面讲到由于17断受滑坡和老火区的影响煤量赋存不详所以就选择了第一种采煤台阶沿煤层走向的发展方向。实践证明F4煤壁采煤方法的选择是正确，也为今后的开采实践打下了良好基础。四、结论通过对F4煤壁回采施工设计这不仅使F4煤壁回采得到顺利实施，还提高了国家煤炭资源回收，提高了我矿经济效益。参考文献：1、岩石边坡工程 作者：英E.Hoek J.W.Bray