胜利东二露天矿采场清滑筑坝资源回收工程

胜利东二露天矿采场清滑筑坝资源回收工程
霍志刚;常治国
【摘要】In order to timely recovery the coal resources buried by landslide in the west area of Shenli East Ⅱ Open-pit stope,reduce the exposed area and time of the landslide loose mass in the south of the stope and to prevent the long time of consolidation settlement,the stope resources recovery plane by clearing landslide with damming is proposed.The dame parame ters is designed,and the anti-sliding stability is checked.Besides that,the concrete steps of cleating landslide by damming for the recovery of coal resources is analyzed in detail,so as to guarantee the development of coal resources recovery engineering smoothly.%为了及时回收胜利东二号露天矿采场西区滑坡掩埋的煤炭资源,降低采场南帮滑坡松散体暴露面积及时间,防止长时间沉降固结,提出了采场清滑筑坝资源回收方案.对坝体参数进行了设计,并对抗滑稳定性进行了验算,制定了清滑筑坝煤炭回采的具体步骤,保障了工程的顺利进行.
【期刊名称】《金属矿山》
【年(卷),期】2017(000)006
【总页数】3页(P53-55)
【关键词】清除滑体;压渣筑坝;资源回收;稳定性分析
【作者】霍志刚;常治国
【作者单位】内蒙古大唐国际锡林浩特矿业公司露天矿,内蒙古锡林浩特026000;
中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐
州221116;新疆工程学院采矿工程系,新疆乌鲁木齐830091
【正文语种】中文
【中图分类】TD824
近年来，大唐国际胜利东二号露天矿首采区南帮发生多次滑坡事故，严重影响了矿山的正常生产经营[1-2]。

为了控制滑坡规模和范围的扩大，矿业公司在采场东区
积极采取了清帮和压脚防治措施，在一定程度上减缓了滑坡的变形速率，为采煤争取了一定的时间[3]，但由于受地下水及松软基底的影响[4]，压脚台阶未能实现东
西合拢，压脚平盘不断出现沉降塌陷，致使压脚物料随之前的滑坡松散体一起向坑底运移，覆盖煤层，压脚工程被迫暂停，未达到预期的防滑效果[5]。

为了及时回
收采场西区被掩埋的煤炭资源，降低采场南帮滑坡松散体暴露面积及时间，防止长时间沉降固结，通过进一步对滑坡机理深入分析和验证[6-7]，最终提出了采场西
区实施清滑筑坝资源回收方案，即“清除滑体—压渣筑坝—资源回收”方案，采
场西区计划采用分期开采的方式，各条区开工前必须保证上一条区的坝体施工完毕并且达到设计的强度要求，方可进行下一条区开挖。

按照开挖滑体物料物理力学性质分析，本次设计坝体为碾压式均质土坝，属于重力坝。

坝体横截面为梯形，上游(滑坡侧)坝坡坡率大于下游坝坡坡率。

坝体沿东西方向总长度为510 m。

坝体南侧坡角为32°，坝体北侧坡率为1∶2，下游坝坡设置
一台阶。

鉴于本设计为均质碾压黏土坝，且为临时性支挡结构，坡率可以确保自身稳定即可，故采用边坡角为采场土料的自然安息角32°的设计坝型。

坝体采用梯形截面，坝体
北侧总体坡率为1∶2，2个坡面的坡角仍为32°，整体坡面为27°。

缓冲平台位于约一半坝高位置，即+915 m水平标高，平台宽度为16 m。

坝的顶宽30 m，为了防止雨水倒灌上游坡脚，坝顶向北侧放坡，坡度≥5%。

坝体高度40 m，底部宽度为174 m。

坝体截面参数如图1所示。

根据设计规范，以37#剖面为对象，采用以下工况条件进行计算：1#裂缝带沿弱层全部下滑，松散体在坝前堆积呈水平状。

设计坝体高度40 m，1#裂缝带以下土体沿弱层下滑至近水平状态，坝前松散体的厚度为40 m，具体如图2所示。

坝前松散体的内摩擦角取有效内摩擦角，黏聚力很小取为0。

坝基面和坝体的黏聚力和内摩擦角根据现场原位大剪试验结果取保守值，结果见表1所示。

由于碾压坝体建筑于煤层顶板之上，坝体基础可近似看作水平岩石地基，因此，可不考虑基底滑坡和接触面的下滑，故坝体抗滑稳定性安全系数为
式中，f′为坝体与地基间抗剪断摩擦系数；c′为坝体基底面与地基之间的抗剪断黏结力；G2为坝体重力；A为坝体底面积；H为坝体受到的水平推力。

将已知参数代入上式，计算得坝体抗滑稳定性安全系数为15.4。

根据《水利水电枢纽工程等级划分和洪水标准》，将碾压坝体建筑物级别定为4级。

根据《水工挡土墙设计规范》中第3.2.7条规定，将碾压坝体的抗滑稳定安全系数允许值定为3.0。

由于15.4>3，故碾压坝体安全稳定性符合设计要求。

为降低筑坝施工成本，提高筑坝施工效率及作业安全性，将碾压筑坝区域由西向东划分为3个作业条区，可充分利用开挖坝基滑体的合格物料就近筑坝。

如图3所示，初期在条区一由西向东开挖坝基沟槽，形成滑体清理初始位置[8]。

然后在条区一开挖坝基的基础上，开始向东侧清理滑体，碾压施工作业随着清理滑体工作面的推进同时向东推进，并将两侧清理的合格物料用于条区二筑坝施工。

开挖坝基沟槽时，须清理至煤层顶板及硬顶，不得残留有含水物料、黏泥等易滑物料。

开挖坝基滑体的合格物料直接堆排至坝体碾压区域，用推土机推平，每1 m高采用重载
运料卡车至少碾压15次。

为便于施工，每4 m高为1个碾压分层，自下而上一次性进行碾压施工。

初期采用坝体北侧形成的运输系统进行碾压筑坝施工(碾压至+903 m平盘)，当坝体北侧运输系统无法实现坝体增高时，利用两侧南北向+903 m、+918 m大坝及新形成的运输系统，由西向东(或由东向西)进行碾压坝体施工，不断实现坝体的碾压增高至+935 m平盘。

为保证碾压筑坝、坝体北侧采剥工程的安全施工以及碾压后坝体的稳定，坝体南侧清理滑体边界需留有20～50 m安全距离，坝体北侧采剥工程需留设40 m安全平台。

结合采场南帮筑坝区域补充地质勘探成果以及西区横采内排工程计划，对清滑筑坝采煤工程量进行计算，计算结果见表2。

为达到碾压坝体强度指标，采用自营与外委相结合形式进行坝体碾压施工，工程总费用为783.8万元。

其中自营履带推土机碾压坝体工程量209万m3，费用756.6万元；外委布置4 180个坝体检测点，费用27.2万元。

为了及时回收采场西区被掩埋的煤炭资源，降低采场南帮滑坡松散体暴露面积及时间，胜利东二号露天煤矿采场西区设计了详细的清滑筑坝资源回收方案，同时配合采场横采内排方案，为掩埋滑体下煤炭资源的回收提供了可靠的理论依据。

本工程设计坝体碾压工程量为209万m3，坝体碾压工程费用估算为784万元，回收煤炭资源共计480万t，经济效益显著。

【相关文献】
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