三道岭露天煤矿排土方式选择和排土场规划

三道岭露天煤矿排土方式选择和排土场规划
孙金良
【摘要】通过对露天煤矿实行分区开采,把坑下采场划分为3个采区,对各采区排土场进行了平面规划和竖向规划,合理的对3个采区剥离流向进行了安排.提高了排土技术工作的管理,进而对露天煤矿的生产效率的发挥提供了保证.
【期刊名称】《露天采矿技术》
【年(卷),期】2016(031)007
【总页数】4页(P15-17,25)
【关键词】剥离运输系统;排土场;平面规划;竖向规划;堆置方式
【作者】孙金良
【作者单位】潞安新疆煤化工有限责任公司露天煤矿,新疆哈密 839003
【正文语种】中文
【中图分类】TD824
露天煤矿开采中一个重要环节就是排土工程，排土工程规划的好坏，直接关系着穿爆、采装、运输工程的发挥，进而对全矿的生产效益产生深远影响。

所以要对排土工程进行合理的规划，做到技术上安全可行，经济上合理。

首先排土工程考虑因素主要取决于排土场位置的选取、要从运量上合理分配，运距上经济合理和安全上排土场基底稳定3个方面考虑；其次排岩方法和排岩工艺的合理选择要结合矿山实际条件来确定，充分发挥利用矿山现有设备的生产效率。

排土工程是露天矿生产的最后一道工序，必须同坑下采剥生产工艺相联系并全面统一规划。

采用分区分阶段
高度选择排土场类型，根据实际地形条件和采场位置关系选择排弃位置，目的就是提高排土经济效率。

潞新公司露天煤矿最初的开采方式为单斗-蒸汽机车准轨铁路运输-排土梨、电铲排土。

随着煤层埋深的加大，开采工艺也发生了变化。

引入了汽车运输，逐步形成了汽车开采方式。

排土工艺采用汽车-推土机排土工艺。

如何选择排土场的位置和排土场堆置顺序及排土工艺参数显得尤为重要。

因为这关系着全矿生产环节效率的发挥和总体经济效益的提高。

排土场位置和堆置顺序都是排土规划中重点考虑的内容。

为了露天煤矿剥离排弃的经济合理，必须进行排土工程规划。

根据采掘工程平面图和地质地形图确定排土位置主要分为3个区域。

分别是东区内排区域在经线696以东和北部非工作帮采空区区间在670～692 m；还有就是西段帮外排土区域。

东区内排土场按890、920、950 m水平排弃，排土段高为30 m。

北部非工作帮按1 020、1 000、985、965、910 m水平分别排弃；排土段高均不超过20 m；西段帮外排土场以排土段高不超过20 m，进行上、下分层排土。

规划中根据排土总量来确定排土场的数量和容积，根据排土场和采场的相对位置和地形条件，确定排土场分阶段排土。

在排土场设计中考虑了排土场平面规划和竖向规划。

对2个内排土场和1个外排土场，实行分向分量排土，通过平面规划，达到运距经济和运量合理。

通过竖向规划在1个排土场范围内，选择堆置运输形式，合理降低汽车运输功和运输费用。

所以竖向规划特别的重要，在选择内外排土场时，排土场的平面和竖向规划是统一考虑的。

1.1 露天煤矿剥离运输系统
三道岭露天煤矿2016年根据集团公司要求，并结合掘场技术状态和采剥工程地质条件，把坑下采场分为3个采区实行分区进行开采，以缩短区间长度，集中生产为原则，合理调整采区布局，在采场东部以收煤为中心，加速剥离各平盘由东向西到界；在采场西部以露煤为中心，强化露煤工程及延深工作，并兼顾东西区煤沟高
差。

采区分布示意图如图1。

首先对坑下采区划分做简要说明，汽运一段位于采场东部，整体开采区间控制在经线685—696区间，包括930～850 m水平，共计9个平盘。

采掘方向依然是由上到下，由东向西各平盘逐步到界；汽运二段位于采场上部，开采区间控制在经线669—685区间，包括960～910 m共计6个水平；重点推宽区间控制在经线685—678区间；汽运三段位于采场下部，开采区间控制在经线670—685区间，包括900 ～870 m水平，共计4个平盘。

重点推宽区间控制在经线685—679。

3个采区的剥离运输系统分别表述如下。

1.1.1 采剥一区（汽运一段）
剥离850～870m水平剥离，经上盘煤与下盘煤之间岩石运输通道直接进收煤采空区，进行排弃；880～930 m水平，剥离运输有南北2套相对独立的运输系统：①经11#桥路（经线691处），走非工作帮运输通道，进东区收煤采空区，由北向南、由西向东进行回填，走此运输通道运距相对较远；②剥离经工作帮890、920平盘运输通道，直接进收煤采空区间由南向北，由东向西进行回填，运距较近。

1.1.2 采剥二区（汽运二段）
920 m以上水平剥离一部分经采场西部970 m水平出车沟，进西部地表现用排土场。

由南向北进行平排，等排到设计境界以后，在现有排土场境界范围内，反向，由北向南进行涨段式排土，达到设计1 025 m水平标高后再进行平排。

一部分在西端帮950、970 m水平布置运输通道，进现用西北部内排土场，向北部地表搭桥，起一台阶，形成排土段高，由西向东，进行涨段式排土，达到设计1 020 m 水平标高后，再由南向北进行平排；为缩短运距，920、910 m水平剥离，先运往三段排土场进行排弃，待3#桥西煤沟向南延深推宽一段距离后，剥离经3#桥路或西端帮930 m水平运输。

进此区间收煤采空区，按930、950 m水平，依次接
续由北向南进行平排。

1.1.3 采剥三区（汽运三段）
剥离利用各平盘联络干线，经3#桥路或1#桥路进3#桥东内排土场进行排弃。

1.2 排土场平面和竖向规划原则和堆置型式
将采场内需要剥离的岩土在竖向上划分一定的台阶，同样按照排土场地形条件及排土工艺，也要在竖向上划分台阶，使其台阶高度与采场剥离台阶相同或是剥离台阶的整数倍。

其竖向规划可分为4种堆置型式，第1种是平缓坡运输形式，这种类
型的特点是采场剥离台阶比排土台阶高1个台阶，采场由上往下剥离，排土场由
上往下堆置，其运输路线是平缓坡，运输技术条件最佳。

第2种是适用于公里和
铁路运输排土下降运输形式，排土运输的特点是采场剥离台阶高于排土场2个以
上的台阶高度，必须采用下降运输形式。

采场由上至下剥离，而排土场由近到远或由下至上排土。

如果条件允许可以实行单层高台阶排土，这样下降距离小，运输线路简单，运费较低。

若高台阶排土的条件不允许，则采用低分段分层堆置。

此种类型需要大幅度下降运输，对于汽车运输，随然坡度可以增大，但是也需要较长的展线，增加运费，同时重车下坡处于制动刹车的状态，共行车条件恶劣。

第3种是
上升运输形式，采场剥离岩土都要用上升运输形式运至排土场，它的运输功和运输费最高，是最不利的排土形式。

采用汽车运输时，同样存在线路长；运费高的缺点，并且重车上坡的运费比下坡运输和平缓坡运输费用都要高。

上升运输采用水平分层堆置方式。

从理论分析，分层高度越小，运输功越小。

但是分层高度小，则分层运输线路增多，是不经济的。

第4种是以上3种模式的组合型，充分利用矿山地形
条件来具体优化组合运输形式。

根据露天煤矿排土运输条件和排土场建设类型，采用竖向规划的堆置形式为组合型运输形式。

按照排土地形条件岩土性质以及矿山开拓运输方式等，排土场堆置顺序可分为单台阶排土,覆盖式多台阶排土，压坡脚式组合台阶排土。

它们均适合于汽车运输。

结
合矿山具体条件选择覆盖式多台阶排土，它适应于平缓地形或者坡度不大而开阔的山坡地形条件。

其特点是按一定台阶高度的水平分层由下向上，逐层堆置，也可以几个台阶同时进行覆盖式排土，而保持下一台阶超前一段安全距离。

然而这种集中型多台阶排土场的缺点是随着采场剥离台阶的下降，排土场的堆置标高逐渐上升，采场上部台阶的岩土运距较远，是重车下坡运输。

而深部水平的岩土运出采场境界后往往是重车上坡运输到排土场，使得排土场成本较高。

根据地形条件可采用适当分散的办法，选择上中下若干分散排土场，在总体上达到上土上排和下土下排的目的；但在每个排土场仍按自下向上多台阶排土顺序。

压坡角式组合台阶排土，排土堆置的顺序是上一台阶在时间和空间上超前于下一台阶，排土过程中先上后下循序渐进，在上一台阶结束后，下一台阶逐渐盖过其终了边坡面，最后形成组合台阶。

这时，下一台阶的初始路堤是由自身的岩土，边排边修筑，也可在上一台阶的边坡上半挖半堆而修筑初始路堤，如果是由近向远排土，在上一台阶结束前，为了适应多台阶同时排土的需要，下一台阶可以滞后一段距离，在上一台阶已结束的终了边坡上开始排土。

露天煤矿根据矿坑地形特征结合汽车运输排土工艺的灵活性，采用覆盖式多台阶排土和压坡角式组合台阶排土。

对所规划的排土场范围，有无异常分布及可能的地质勘探工程等，除按已有地质报告考虑外，生产时应与有关地质部门核实。

对排土场内可能遇到的其它工程设施，也需在生产时注意协调解决。

下面就3个采区的排土场区间做出具体说明，以此
来诠释2种排土方式在坑下内排空间的应用。

本着均衡稳定生产，合理调配运距，就近排弃的原则，把采场划分为3个采区，并配以相应的内外排土场进行排土。

采剥一区：汽运一段剥离运往东区内排土场排弃，排弃区间控制在经线700—694，在11#支线以东，上盘煤全部回收到界后，一段在此区间，按890、920 m运输
通道水平标高，依次由南向北进行排弃，将920 m水平通道片帮区排宽，恢复行车。

排出一定宽度后，在920 m水平运输通道上，经线694处往东向950 m水
平做汽车大坡道，行成950 m水平排土场，剥离走920 m水平通道，经大坡道，进950 m水平排土场排弃。

按950、920、890 m3个排土段高由东向西进行回
填内排。

采剥二区汽运二段的剥离分为不同3个区段进行排土，其中：920以上水平剥离
一部分运往地表西排土场，按1 025 m水平进行外排，排弃区间为662—665区间；一部分运往坑下西北部内排土场，按1 020 m水平由西向东，由南向北，进
行排弃，排土区间为669—678；920及910 m水平剥离运往3#桥西内排土场，按950、930 m水平2个排土段高由北向南进行平排，排土区间为671—678。

采剥三区的剥离分为3个排弃区段，按965、985、910 3个排弃水平依次接续排土，具体操作是：①一排弃区：在年初剥离经原有3#桥路进3#桥东北部内排土场，按现有内排土场标高965水平，由北向南，由西向东，进行平排。

排弃区间为682—688；②二排弃区：待现用排土场北部铁道拆除以后，剥离运往铁道拆除空余区间，由南向北，由西向东，进行涨段式排土，达到设计标高985 m水平后，
再进行平排。

排弃区间为680—685；③三排弃区：随着煤沟延深推宽，在运煤东路南侧按运煤公路水平进行排宽建立三排弃区。

排弃区间为681—692。

为缩短运距，3#柱以下西区间剥离，运往3#-1#桥之间进行平排。

3#桥东区间剥离，经
1#桥路，运往破碎机南侧区间，按破碎机现有标高，由西向东平排。

露天煤矿排土工艺按排土堆置确定为边缘式排土，边缘式排土是自卸汽车沿排土台阶坡顶线直接卸载，或在边沿处再由推土机将岩土推到坡下，这种方式比较经济，推土机作业量最小。

由于采用自卸汽车运输岩石，排土场排弃作业比较简单。

设计选用YD320推土机作为配合自卸汽车作业的主要排岩设备。

翻车作业由排土场设立专人进行指挥。

汽车翻卸后残留在排土场顶部的岩石，用推土机推刮整平。

边缘处要留有高度不低于0.7 m，底部宽度不小于1.8 m的安全土档，卸载时后轮边
缘距安全土档坡顶线距离不小于3 m，进入卸载点的车辆倒车时车速不得超过5
km/h,整个排土场平面应有不低于3%的反向坡度。

排土场采用分层堆置方式，特别适合于狭长、开采年限短的三道岭露天煤矿。

通过合理地选择露天煤矿排土场位置，确定堆置运输形式和排土堆置顺序，对露天煤矿剥离运输和排土效率发挥有明显提高。

对今后排土工作的要求是，增加单位面积的排土容积，提高堆置高度，减少排土场占地，实行科学化管理。

未来排土运输也是面向设备大型化和排土工艺连续化的方向发展。

【相关文献】
［1］王培武.露天矿排土场堆排方式探析［J］.黄金，2012（1）：16-19.
［2］任聚朝.浅谈中小型露天矿排土场选择的特点及方法［J］.金属矿山，2002（12）：31-32. ［3］贾同福.浅谈矿山排土场设计及优化治理［J］.中国新技术新产品，2012（23）：95-99. ［4］李富平，杨福海，马宪福.露天矿排土规划优化方法研究［J］.金属矿山，2001（10）：17-19.
［5］ A.M.杰明，赵成勋.露天铁矿的排土场堆置技术［J］.国外金属矿采矿，1987（11）：27-35.
［6］王青，史维祥.采矿学［M］.北京：冶金工业出版社. 2001.
［7］邹畅.矿山地下开采与露天开采技术标准规范及安全评价实施手册［M］.天津：天津电子出版社.2005.。