吳鳳東，胡乃聯(lián)，畢玉成

1.中國中煤能源集團(tuán)有限公司，北京 100011

2.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083

3.中煤能源黑龍江煤化工有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001

0 引言

中煤龍化礦業(yè)公司露天采區(qū)位于黑龍江省依蘭縣達(dá)連河鎮(zhèn)，松花江右岸，與方正、通河交界處，呈北東——南西向三角地帶，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)129°30'，北緯46°10'，是一個(gè)年生產(chǎn)能力400萬t的礦區(qū)。以往采用的是單卡車斗——汽車間斷生產(chǎn)工藝，外部排土場排棄。隨著產(chǎn)量逐年提升，礦山工程推進(jìn)速度不斷加快，露天采區(qū)總體工程布局必須向采區(qū)一體化的模式發(fā)展。由于露天采區(qū)的一采區(qū)東部和三采區(qū)西部已接近露天開采尾期，下部剝巖運(yùn)輸距離過大，外排空間日趨緊張，運(yùn)輸成本不斷增高，排土場征地迫在眉睫，嚴(yán)重影響了采區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，運(yùn)輸車輛都集中在采區(qū)的南部出入溝至外排土場，造成車流密度大，道路灰塵大，存在很大的安全隱患；并且采場北部非工作幫的采空區(qū)長時(shí)間裸露，上部的少量殘煤及油頁巖已發(fā)生自燃，污染了環(huán)境。根據(jù)國家對露天礦采后回填、復(fù)土造田的要求，為從根本上解決上述問題，確定了露天采區(qū)“底部剝巖內(nèi)排方案”。

1 技術(shù)特點(diǎn)

底部剝巖內(nèi)排技術(shù)的實(shí)施，關(guān)鍵是必須在采礦工程進(jìn)行中預(yù)先做好設(shè)計(jì)，打開內(nèi)部排土所需的有效空間，在不影響正常采礦生產(chǎn)的前提下，利用露天采場的已采空間，采取必要的技術(shù)保證措施，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部排棄。

1）內(nèi)排后首先底部剝巖運(yùn)距大為縮短；

2）緩解了外排土空間不足問題；

3）減低了車流密度大，道路灰塵大這一運(yùn)輸安全隱患；

4）保護(hù)了環(huán)境，使露天礦采后回填、復(fù)土造田成為現(xiàn)實(shí)；

5）鑒于該區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況，為防止排棄后出現(xiàn)大的滑坡，對底板基巖進(jìn)行了淺孔爆破。在設(shè)計(jì)排棄高度之上，挖了一條截水溝，使防滑的保護(hù)效果更加理想。

2 詳細(xì)的研究內(nèi)容

“傾斜煤層底部剝巖內(nèi)排”是在不影響正常采礦生產(chǎn)的前提下，利用露天采場的已采空間，通過對具體內(nèi)排地點(diǎn)的詳細(xì)探查（地質(zhì)資料），采取必要的技術(shù)保證措施，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部排棄的一項(xiàng)新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是前期的技術(shù)保證措施及后期排棄參數(shù)的確定。露天采區(qū)經(jīng)過一年多的嘗試與應(yīng)用，確定了適合采區(qū)內(nèi)排特點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。

2.1 內(nèi)排地點(diǎn)的考查

露天采區(qū)的內(nèi)排地點(diǎn)選在采場北部非工作幫處的已采空區(qū)，傾角平均在15°左右，局部達(dá)到22°?；资敲簩拥装寤鶐r，硬度較大，基巖面比較光滑，設(shè)計(jì)內(nèi)排區(qū)域內(nèi)無大的地質(zhì)構(gòu)造。

2.2 技術(shù)保證措施

鑒于該區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況，為防止排棄后出現(xiàn)大的滑坡，首先，對底板基巖進(jìn)行了淺孔爆破，使其不再堅(jiān)硬、光滑，增大了與排棄物之間的靜磨擦力，以保證頂部排棄物的穩(wěn)定。淺孔爆破作業(yè)時(shí)鉆孔深度必須控制在2m之內(nèi)，不能切層爆破，確保底板穩(wěn)定。

其次，在設(shè)計(jì)排棄高度之上，挖了一條截水溝（截水溝的規(guī)格按當(dāng)?shù)赜昙咀畲蠼涤炅看_定），以保證雨水沖蝕帶來的不穩(wěn)定誘因。經(jīng)過試驗(yàn)，截水溝的規(guī)格確定為：頂寬：2m，底寬1.5m，深1m。

同時(shí)排土推進(jìn)速度不能過快，由工程技術(shù)人員負(fù)責(zé)土場穩(wěn)定性監(jiān)測（目前是人工監(jiān)測，下一步準(zhǔn)備申請先進(jìn)儀器監(jiān)測）。發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)上報(bào)，采取必要的安全措施后方可繼續(xù)作業(yè)。

對于發(fā)生自燃地段，采取滅火措施時(shí)，排棄物料全部采用沉積砂巖或不含土的砂石，不能使用表土和頁巖。其它正常排棄區(qū)域，排棄物中不能摻雜表土，以防滑坡。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

1）排土段高：根據(jù)露天采區(qū)始建近50年來的排土管理經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮各種因素，第一、二期的排土段高確定為15m（外排時(shí)為25m）；

2）最小排土線長度：根據(jù)運(yùn)輸設(shè)備車型和底部剝巖車輛臺數(shù)，為保證運(yùn)輸設(shè)備作業(yè)安全及方便排土設(shè)備對場地的維護(hù)，確定最小排土線長度為50m；

3）內(nèi)排土場坡底線距原煤工作面的最小距離：考慮內(nèi)排臺階高度、原煤底板傾角以及采礦工程推進(jìn)速度等因素，內(nèi)排土場坡底線距原煤工作面的最小距離確定為40m；

4）三期及后續(xù)排土段高：鑒于底部基礎(chǔ)已經(jīng)牢固，三期及后續(xù)排土段高確定為20m，并且后期各排土臺階坡底線與前期各排土臺階坡頂線之間要保留不小于20m的安全距離；

3 實(shí)施效果與結(jié)論

該項(xiàng)技術(shù)的使用已對公司的露天采煤量生產(chǎn)起到了積極的推動作用。使用該技術(shù)，露天采區(qū)已完成了+30水平及以下剝巖臺階的運(yùn)輸系統(tǒng)改造，實(shí)現(xiàn)了1585萬m3的剝巖內(nèi)排工程量。大大提高了運(yùn)輸效率，降低了運(yùn)輸成本，削弱了運(yùn)輸環(huán)節(jié)的安全隱患，為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益，促進(jìn)了企業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

直接經(jīng)濟(jì)效益：露天采區(qū)+30水平及以下剝巖臺階外排時(shí)平均運(yùn)距為2.7km，實(shí)施內(nèi)排后，平均運(yùn)距降為1.15km。原來運(yùn)輸成本為5.56元/km，現(xiàn)在運(yùn)輸成本為2.38元/km，自實(shí)現(xiàn)內(nèi)排后礦業(yè)公司共完成內(nèi)部剝巖1585萬m3，節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用為1585×（5.56-2.38）=5040.30萬元。

間接經(jīng)濟(jì)效益：平均運(yùn)距降低后，運(yùn)輸車輛的生產(chǎn)效率大幅度提高，設(shè)備使用壽命相對延長，運(yùn)輸作業(yè)安全隱患也有所減低。

此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與推廣，能達(dá)到保護(hù)環(huán)境，使露天礦采后回填、復(fù)土造田成為現(xiàn)實(shí)，創(chuàng)造巨大的社會效益。