露天煤矿开采技术

9．平台的边帮角：
非工作帮平台的最终边帮角为35°
(详见非工作帮断面图)
10．采区长度
采区的长度应根据穿爆与采装的配合、各水平工作线的长度、矿岩分布、台阶的计划开采以及运输方式等条件确定。
为了使穿爆和采装工作密切配合，保证挖掘机制正常作业，根据露天矿生产经验，每爆破一次应保证挖掘机有5-10天的采装爆破量。
（1）消除后冲的现象可采用A加强爆破前的清底工作，减少第一排孔的根部阻力，底盘抵抗线不超过台阶高度；B控制装药结构和后排孔装药高度，保证足够的填塞高度和良好的填塞质量；
（2）适当增加钻孔的超深值或在深孔底部装入威力较高的炸药；控制台阶坡面角在60—70度，可克服爆后留根底的不良现象；
（3）采用分段装药，挤压爆破的方法来消除大块或伞檐现象。
二．露天煤矿开采的步骤、程序及工艺
1．开采的步骤：
A开工前的准备：土地的征用、边界的确定、障碍物的清除（树木、坟地、道路、村庄、电网、通讯线路、河流等）、运输线路的设计规划、露天开采的整体设计、土地复垦的设计材料等；
B剥离的程序：表土的剥离、坚硬岩石的剥离、剥采的平衡控制（变化规律为人大到小再大，有计划的平衡剥采，稳定生产）
采装工作面的设计原则是：在确保安全的前提下，使挖掘机的效率得以充分发挥；卡车得以顺利装载、运输；尽量减少其它工作在采掘工作面进行，提高机械设备的利用工效。
典型的挖机采装工作面设备布置为:一台液压挖掘机配装三至四辆卡车（根据实际的运输距离来确定配装车辆）。
可根据现场的实际情况，灵活组织，合理配合，以取得最佳的经济效益。当作业场的空间较大时，在一个平台可布置两台挖机作业，可以采用环形调车的方式，提高采装的速度。
（5）炮孔的填塞长度：
一般为炮孔直径的16——32倍。
（6）每个炮孔的装药量Q
Q=qWaL L为倾斜孔的长度，不包括超深。
（7）单位炸药消耗量q：
q的大小不仅取决于矿岩的可爆性，也取决于炸药的威力和爆破技术等因素。根据我矿的岩石坚固系数为6-8，故选择其值为0.50-0.56。
3．多排孔微差爆破：
（1）微差间隔时间：一般为25---75ms。
（六）采煤技术工艺
采用全液压传动、铰接式履带行走、单斗反向挖掘方法采装煤炭时，首先将煤层的上覆岩土层剥离剩余到100---200mm厚，并大面积剥离出露后，才能进行煤炭的剥离；然后，由专业人员指挥挖掘机司机，用挖斗的齿根部刮掉煤层的上部浮矸；再后，用斗铲底部平面滚刮的方法清净煤层上散落的杂矸和混煤（煤层顶部滚刮的厚度不得大于100mm）。最后才能正常地进行采煤作业，采用一次采全高的方法，采完全部煤层。（煤炭的采装和岩土的采装方法相同）。
C穿孔及爆破技术：穿孔（垂直孔、倾斜孔）孔位布置（菱形布置孔、矩形布置孔、三花孔等）
D采掘装载的技术：平台的水平推进（垂直推进、平行推进）
E运输的技术：螺旋式运输开拓、折返式运输开拓、直线式运输开拓
F排土的技术及工艺：分层排土、单层排土
2．露天煤矿生产的工艺：
连续开采工艺：轮斗挖掘机+胶带运输机+桥式排土机
（2）起爆方式和起爆程序：采用排间顺序起爆方式，三角形布孔。
4．装药结构：采用分段装药法，炮孔内的炸药分成两段，中间用空气或填塞料隔开。
5．预裂爆破：当开采至最终境界时，爆破工作涉及到保护边坡稳定的问题。采用预裂爆破技术，减轻主爆破孔爆破时对边坡产生的震动和破坏作用。
6．爆破后冲现象、根底现象、大块及伞檐现象的处理措施：
当采到底板时，应留下100MM后的底煤，不得将底板岩土混入煤中；当一个采区采完后，用斗铲底部平面滚刮的方法，将残留的底煤积成堆。装运到指定的地点堆放。
当煤层中含有夹大矸时，（1）夹矸的厚度不大于200MM时，可不进行除矸，直接进行采装；（2）夹矸的厚度大于200MM时，要进行除矸：首先采净夹矸层上部的煤层，其次在专业人员指挥下，将矸石层单独采出装运到指定地点。取净夹矸后，才能进行正常的采煤作业。
合理的台阶高度首先应保证台阶的稳定性，以便矿山工程能安全进行；其次要保证矿山工程进展的速度；最后要满足采掘工作的要求。台阶高度一般不应大于机械铲的最大挖掘高度。
（一）工作帮平台参数：
1．平台宽度：
工作帮平台的宽度为22.5-----30m；
2．平台的高度：
工作帮平台的高度为8------10m；
3．平台的坡面角；
炮孔采用倾斜深孔布置方式。
2．炮孔的参数：
（1）炮孔的直径。炮孔的直径选用150㎜。
（2）炮孔的深度和超深。孔深L=（H+HC）/cosа。
H为台阶高度；HC为超深；а为台阶坡面角。超深值一般由经验确定：HC=（0.15---0.30）WD。WD___底盘抵抗线。
或者HC=（10—15）d，d——孔径。矿岩坚固所以取大值。
山西中汇大地和顺项目公司
煤矿露天开采技术培训讲义
一．概况：
1．地理位置
中汇和顺矿区位于和顺县城南约2KM，行政区划属于和顺县义兴镇管辖。由太阳坡村，阳坡庄村，东仁村，青背村和寺圪套村五个自然村的村界圈定。东西方向宽约2.2公里,南北方向宽约3.2公里,勘探面积约3.95平方公里。东部境界与棋盘垴相邻，北部与会里村相邻，西部与南窑村毗邻.南与西仁村、杨家岩村相接。
一般将采区划分为采装区、待爆区、穿孔区三个区。
采用自卸汽车运输时，布置和采装较灵活，可布置2-4台挖掘机配合汽车同时作业，加强工作线的推进速度，可适当缩短采区长度。
采装区宽度为15M，待爆区的宽度为10M，穿孔区的宽度为10---15M；
(三)运输平台的安全挡墙参数:
1.安全挡墙的高度
安全挡墙的高度一般根据车辆的轮胎高度来确定，经验数据为500---800mm；
（1）顶板:
直接顶为综灰色泥岩，砂质泥岩及页岩，厚度10.8M,f=3节理发育，较破碎，利于剥离，装运。老顶为灰黑色灰岩，厚度６－１０Ｍ，坚硬、致密、块状，f＝６－８，系本煤系地层以中最坚硬的岩层，需爆破后剥离装运。
（2）底板：
为铝土泥岩，钙质泥岩，砂质泥岩，灰、灰黑色，层厚3－５Ｍ，f=3,含大量植物根茎化石。
7.矿区水文
矿区内无地表水体，也无泉水出露。区内沟谷中河流具有明显的山地型季节性河流特点，水量不大。平时干枯无水，降雨时洪水暴涨，暴落，来势猛，退得快。
8．矿区内小窑开采情况
本区内从解放前就有村民从事煤炭开采，开采方式为独眼立井开拓15号煤，人工用镐，锹挖掘。主要挖掘15号煤下部，以采炭块为主。巷道宽约1.5---2M，高约2M，纵横交错，混乱无章；现在井口全部坍塌，在地表形成圆形的直径3—4M的大坑。从八十年代本区内正式开始开采，以斜井、平硐开拓，平车，矿车运输，产量较低。九十年代末产量迅速增大，矿井年生产能力达到5---10万吨/年，主要矿井有阳坡庄矿，寺圪套矿。2005年全部关闭。总体看，本区小窑多，开采范围大，古空、采空区多，煤层破坏严重，给露天开采留下隐患。
2．交通情况
矿区西部207国道从井界西部通过；矿区北面有和顺——阳泉铁路通过，站台距本矿区约1公里，矿区距县城约2公里。和顺县和四周各邻县、市都有公路相通，交通四通八达，交通属便利。
3．地形地貌
矿区的地貌类型属于低中山区。地形总体为南北向两条山梁中间夹一沟。山梁上黄土覆盖较薄，山坡上较厚。沟内基岩裸露，长期风化剥蚀，沟谷深切。沟谷断面“V”字型，边坡坡度介于15-----30度，局部地段近似直立，山崖高耸陡峭，为剥蚀侵蚀中地貌。地势北低南高，山梁走向南北，最高点位于太阳坡村西南山梁，标高1506.2M，最低点位于北部沟内，标高1300M高差206.2M。
4．气象
和顺地区属温带大陆季风气候，总体特征是春季少雨多风，气候干燥；夏季多雨，日夜温差较大；秋季凉爽，气候温和，天气晴朗宜人；冬季漫长，寒冷干燥，西北风盛行。
本境内气候寒冷，年平均气温6.2度，一月份平均气温-10度，七月份平均气温20度；年平均降雨量470MM，大多集中在6—8月份，年最大降水量613.5MM,年最小降水量312MM,日最大降水量112.4MM,年平均蒸发量1905.3MM,相当于降水量的4倍。
工作帮平台的坡面角为60°------ 75°
4．平台的边帮角：
5．工作帮平台的边帮角为17°
(详见工作帮断面图)；
（二）非工作帮平台参数：
6．平台宽度：
非工作帮平台的宽度为6.0-----15m；
7．平台的高度：
非工作帮平台的高度为8------10m；
8．平台的坡面角；
非工作帮平台的坡面角为50°------70°
五．采装工艺
挖掘机应严格按划定位置作业，上下平盘的挖机应按平盘实施追踪作业；平盘应按设计的宽度和高度向前推进，尽量避免正常台阶并段，减少挖机的调动次数，以提高采装效率。在确定露天开采境界之前，必须首先确定台阶高度。因为台阶高度对开采方法，基建工程量和矿山生产能力等都有很大影响。同时，合理的台阶高度对露天开采的技术经济指标和作业的安全都具有重要的意义。
全年无霜期在105—140天，霜冻期在9月中旬到次年5月中旬，结冰期为10月中旬到次年3月。
5．地质构造
和顺煤田位于沁水煤田东部，是地质构造较发育地带，地质构造属简单—中等。
6.区域水文地质
主要河流有和顺河与清漳西源河，和顺河为清漳河的东源，其上源支流多为从西向东径流，河道宽直，平时仅有细流，雨季山洪暴发流量剧增。
（3）底盘抵抗线WD
根据穿孔钻机安全作业条件：WD≥Hcotа+B H：台阶高度（米）；B：从炮孔中心至坡顶线的安全距离，B≥2.5米。或者按经验公式计算：WD=（0.6---0.9）H。
（4）孔距与排距：
a=mWD；孔距的大小与孔径有关。根据爆破经验，保证最优爆破效果的孔网面积a×b是孔径断面积的函数，其比值是一个常数（1300---1350）。m为炮孔密集系数。一般为4---6；
半连续开采工艺：电铲+破碎机+胶带运输机+桥式排土机或胶带机排土