王崇霖

摘要：按照露天設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，為了保證露天礦的邊坡的穩(wěn)定，端幫和非工作幫都留有保安平臺(tái)，其最終幫坡角都比較小，在內(nèi)蒙古赤峰幾個(gè)露天礦采用改變工作線、爆破減震等局部推進(jìn)方向，用來推進(jìn)工作線前進(jìn)的速度，采用內(nèi)排壓幫這樣的技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了陡邊幫開采這一目標(biāo)，從而保證了邊坡的穩(wěn)定，開采出煤炭，減少剝離，提高了露天礦經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：邊幫開采 露天礦 應(yīng)用

0 引言

在我國現(xiàn)有露天礦的開采程序中，絕大多數(shù)開采工作線呈平行走向布置，為了保證非工作幫的邊坡的穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)中，其兩端幫和基建初期的非工作幫最終幫坡角比較小，如在原內(nèi)蒙古赤峰煤礦，原設(shè)計(jì)方案，為了保證泄洪渠道的順暢與安全，非工作幫最終幫坡角設(shè)計(jì)為40度，在開采過程中，每個(gè)非工作幫的到界的平盤都留有9m的保安平盤，這樣就造成采煤成本高、邊坡壓煤量加大，同時(shí)浪費(fèi)大量的寶貴煤炭資源，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際地質(zhì)情況，采用非工作幫陡邊幫開采技術(shù)，即將原設(shè)計(jì)的巖石臺(tái)階坡面角由原來的80度增加到90度，將每個(gè)非工作幫的到界的平盤都留有9m的保安平盤減小為3m，這樣邊幫的最終幫坡角將加大到為70度，采取局部改變工作線的推進(jìn)方向、加大工作線的推進(jìn)速度、爆破減震、及時(shí)實(shí)現(xiàn)內(nèi)排壓幫等技術(shù)措施，從而可減少剝離量，多采出煤炭，同時(shí)也保證露天礦邊坡穩(wěn)定安全。

1 陡幫開采的基本原理

采用緩幫，即臺(tái)階全面開采時(shí)，工作幫坡角一般為8-15度；采用陡幫，即臺(tái)階輪流開采時(shí)，工作幫坡角可達(dá)25-35度，有時(shí)還更大，接近最終邊坡角。

陡幫開采時(shí)，工作幫上不是每個(gè)臺(tái)階布置挖掘機(jī)，即不是每個(gè)臺(tái)階都處于作業(yè)狀態(tài)，其中一部分臺(tái)階是作業(yè)臺(tái)階，另一部分臺(tái)階則是暫不作業(yè)臺(tái)階。作業(yè)臺(tái)階和暫不作業(yè)臺(tái)階輪流開采，如圖1所示。

[圖1 臺(tái)階輪流開采法]

為了實(shí)施陡幫開采，加陡工作幫坡角，還可以采取其他一些技術(shù)措施，例如：

橫向采掘，陡幫開采時(shí)實(shí)體采掘帶寬度即爆破進(jìn)尺寸比較大，其值從幾十米到上百米，大大超過挖掘機(jī)一次可能采掘的寬度。為了充分利用采掘后作業(yè)空間進(jìn)行調(diào)車和其他作業(yè)，挖掘機(jī)有時(shí)作橫向采掘，如圖2所示。此時(shí)挖掘機(jī)的采掘方向與采掘帶垂直。

[圖2 挖掘機(jī)橫向采掘]

縱向爆破。緩幫開采時(shí)，一般實(shí)行橫向爆破，爆堆在平盤中所占的寬度很大，因而增加了工作平盤寬度。為了減少工作平盤寬度，實(shí)行縱向爆破，爆堆亦縱向布置，根據(jù)弓長嶺鐵礦獨(dú)木采場的經(jīng)驗(yàn)，采用縱向爆破旁沖在10-13m之間。

采用深度法設(shè)置備采礦量。備采礦量的設(shè)置方法可以分為寬度法、長度法和深度法。當(dāng)采用深度法設(shè)置備采礦量時(shí)，剝巖幫坡角越陡，備采礦量越大；采礦工作幫坡角越緩，備采礦量越大。這是對(duì)陡幫開采極為有利的。

2 陡邊幫開采在露天礦的非工作幫的實(shí)施

2.1 陡邊幫開采在內(nèi)蒙古赤峰露天礦的實(shí)施依據(jù)

1988年開始籌建的武家塔露天礦，該礦1991投入生產(chǎn)，在基建期完成后，其非工作幫按原設(shè)計(jì)方案，每個(gè)臺(tái)階都留有8m的保安平臺(tái)，臺(tái)階坡面角70度，最終幫坡角設(shè)計(jì)為40度，造成基建工程量大，并且壓部分煤炭，在武家塔露天礦首采區(qū)，非工作幫沙土臺(tái)階覆蓋12m厚，一個(gè)臺(tái)階開采，巖石覆蓋最大25m厚，分兩個(gè)巖石臺(tái)階開采，而且地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)為向南西傾的單斜構(gòu)造，巖石煤層傾角一般1度-3度，局部傾角增加到5度-8度，區(qū)內(nèi)皺曲，斷裂不發(fā)育，屬于穩(wěn)定性煤層。采用陡邊幫開采對(duì)最終邊坡穩(wěn)定影響不大，采取一定的技術(shù)措施是可以實(shí)現(xiàn)陡邊幫開采的。即將巖石臺(tái)階坡面角由原來的70度增加到90度（采用光面爆破，鉆孔為垂直鉆孔，形成的坡面幾乎是直面），將每個(gè)非工作幫的到界的平盤留有8 m的保安平盤減小為2m（鉆機(jī)到坡底打孔的最小工作機(jī)械距離）。這樣原設(shè)計(jì)的在泄洪渠以下邊幫的最終幫坡焦加大為68度。

2.2 方案的實(shí)施

有些露天礦首采區(qū)工作線長度為600m，在首采區(qū)非工作幫上部有一厚0.5m石砌的泄洪渠，頂口寬8m，底寬4m，高4m，渠長600m，渠兩頭分別有兩座橋。為了確保泄洪渠的安全，在實(shí)際施工中采取了以下安全技術(shù)措施：

①實(shí)施陡邊幫開采時(shí)，在泄洪渠側(cè)的到界邊幫，采取改變工作面采掘推進(jìn)方向，從原來工作面由東向西推進(jìn)改為由南向北推進(jìn)，這樣可以早日實(shí)現(xiàn)內(nèi)排。

②在爆破時(shí)，采用微差預(yù)裂以及光面爆破等爆破技術(shù)，來最大限度地減少爆破震動(dòng)對(duì)泄洪渠的影響。

③在泄洪渠基礎(chǔ)部分沒有基巖的區(qū)段的，大約12m左右；采取其他技術(shù)措施與特殊的爆破技術(shù)措施。

④方案的實(shí)施，在時(shí)間安排在雨季來臨之前，基本可以部分內(nèi)排壓幫。經(jīng)過13個(gè)月的緊張施工，實(shí)現(xiàn)了露天礦陡邊幫開采的順利完成，多采出煤炭8萬噸，增加利潤300多萬元。

3 陡邊幫開采實(shí)施

內(nèi)蒙古赤峰露天礦二十世紀(jì)末年開始籌建，二十世紀(jì)初，南北長約4.8km，東西寬0.7km，開采面積1.8km2。工程地質(zhì)較簡單，開采煤層屬于近水平煤層，傾角為1度-3度，平均厚度為4.8m，上部局部有覆蓋2-10m的巖石，首采區(qū)煤層頂板一般沒有巖石，工作面推進(jìn)方向由北向南推進(jìn)。在2000年開始實(shí)施旱采坑開采，工作面推進(jìn)方向改為由南向北推進(jìn)。在1996年赤峰采區(qū)在兩端幫開始采用陡邊幫開采，將巖石臺(tái)階坡面角由原來的65度增加到75度，將沙土臺(tái)階坡面角由原來的50度增加到70度，并且臺(tái)階之間不留保安平臺(tái)，這樣就將原設(shè)計(jì)的端幫的最終幫坡40度增加到65度，在開采過程中，由于在露天礦西幫15m有通往赤峰礦的運(yùn)煤鐵路，為了保證鐵路的安全，采取了爆破減震技術(shù)、加大推進(jìn)速度、即時(shí)實(shí)現(xiàn)內(nèi)排壓幫等技術(shù)措施，這樣到2002年底閉坑，兩端幫推進(jìn)1.8km，多采出煤炭10萬噸，實(shí)現(xiàn)利潤350多萬元。

3 結(jié)束語

實(shí)踐證明，在我國的開采露天礦中，在采取一定的減震爆破技術(shù)、加大工作線推進(jìn)強(qiáng)度、局部改變工作線推進(jìn)的方向以及及時(shí)壓幫等技術(shù)措施，在其端幫和非工作幫的局部或全部采用加大最終幫坡角，實(shí)現(xiàn)陡邊幫開采是可行的，邊坡的穩(wěn)定是可以保證的，在其經(jīng)濟(jì)效益方面也是可觀的，而且提高了資源回收率。

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