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1.1西區采場采用新的采礦方法的提出
西區采用“南北橫向拉溝降深，從東向西推進”新的采礦方法。實現橫采內排和快采快填。即能盡可能多的采出有益礦物，又及時對采空區進行回填壓腳，利于南、北邊幫的穩定。西區：北幫滑落體以西E250-E850區域，位于F5斷層上盤，南幫主滑落體內。標高已經降深至-331（E600）水平，煤層厚度逐漸變薄，隨著南幫位移變形持續，采礦開口逐漸變小，原有的傳統“沿煤層走向拉溝，南北橫向推進”方式顯然是不能使用了。這次推薦使用的采區推進方式是“沿走向進路-南北橫向降深采掘-盤區式推進”，由于是在南幫變形區域，不能讓采空區過長時間暴露，因此必須“橫采完后對采空區進行及時內排，實現快采快填”。“沿走向進路-南北橫向降深采掘-盤區式推進”推進方式吸取了中間拉溝兩側推進和陡幫開采雁尾式跟蹤的特點，其要點如下：在延深開采臺階上，按開采臺階8~12m全高穿孔，用多排微差閉合環路爆破方法，將長約150~200m，寬25~35m（滿足電鏟采掘平盤寬度）地段實施爆破。沿著被爆破臺階的邊幫開1條30m寬的臨時延深坑線，一直通到被開采的水平。該坑線在臺階底部標高逐漸加寬工作面，最終形成水平工作臺階。采掘工作平盤寬度可選擇在35~50m之間，從而保證下部露出煤炭或為下一水平開采做準備。整體上看上部盤區少，下部盤區逐步增加，形成上部盤區整體工作幫坡線與走向夾角較小，向下工作幫坡線與走向夾角較大。這種新的推進方式是針對汽車運輸開采系統提出的，優點是：加陡推進端橫向工作幫坡角，采剝系數降低了；采剝工作量分配比較均勻；避免或減少煤巖混雜的現象，解決了采礦開口距離小難以布置入坑線的問題。同時利于實行對采區進行回填壓腳提高邊坡的穩定系數。
1.2西區采場采用新的采礦方法的原由
1）原長遠規劃東西拉溝的開拓降深方式由于原運輸系統被滑落體壓埋已無法實施。如果在西區采場狹小的空間仍然使用“東西拉溝降深，南北推進”的采礦方法，生產系統布置起來會很受約束，并且采出的礦物要比“南北拉溝降深，從東向西推進”的采礦方法采出的礦物少。①西區采場采用“東西拉溝降深，南北推進”采礦方法可采出煤炭30.1萬t；②西區采場采用“南北拉溝降深，從東向西推進”采礦方法采出煤炭70.8萬t。
2）西區采場范圍是北幫滑落體以西E250～E850區域，位于F5斷層上盤，南幫主滑落體內。需要使用一種快采快填的采礦方法。目前西區南幫持續變形，坑底東西距離短，使用原有的東西拉溝降深的采礦方法無法快速實現局部到界，這樣就無法做到快采快填，并且坑底開口距離大，邊坡長期暴露，對邊坡穩定不利。在西區采用“南北橫向拉溝降深、橫采內排、快采快填”新的采礦方法。要比原有的采礦方法折返降深大，可以更多的采出煤炭和富礦，快速回填對邊坡有利。
1.3采礦方法的經濟技術比較
西區采場采用“東西拉溝降深，南北推進”和“南北拉溝降深，從東向西推進”2種采礦方法的技術經濟可以看出西區采場采用“南北拉溝降深，從東向西推進”采礦方法能夠采出更多的有益礦物，成本投入最少，可以實現對采空區快采快填，利于南、北邊坡穩定，創造更多的經濟效益。
2西區改變采礦工程推進方向規劃設計
2.1設計要素
1）依據2014年7月末地表線為起始線，進行E250~E2000區域采礦設計。
2）切量計算采用剖面法，100m間隔剖面，每個剖面標高間隔50m，按照《含煤系數計算基礎表》分別選用不同的含煤系數值進行計算；礦層回采率：煤層85%，油母頁巖富礦層90%；密度：煤1.3t/m3，油母頁巖富礦2.05t/m3。
3）著重考慮到目前南幫仍在以100mm/d左右的速度向北位移。本次設計對西區南幫邊界重新設定，設計要素如下：距回填坡底線留有30m保安平臺，30m降深留10m保安平臺，南幫降深段坡面角為自然安息角35.5°。
4）西區北幫邊界按照“H”界進行開采設計。
5）東區南幫邊界按照煤層底板進行開采設計。
6）東區北幫邊界進行了重新設定，設定要素如下：參考“H”界將原29東公路改為留設5m保安平臺，進行并段采掘，以后每降深30m留設10m保安平臺，坡面角為60°。
7）北幫滑落體東、西兩側設定邊界設定要素如下：距滑落體坡度線留有20m保安平臺，每30m降深留20m保安平臺，坡面角為60°。
8）東區縱向拉溝降深坡度為8%；西區橫向南北拉溝降深坡度為10%，公路寬度為20m。
2.2儲量情況
本次長遠設計，根據南北幫邊坡的穩定情況對西區儲量進行重新核定，核定結果采剝總體積225.7萬m3，煤炭70.8萬t，剝離171.9萬m3，其中：富礦40.2萬m3（即74.2萬t），貧礦80.4萬m3，內剝51.3萬m3。平均剝采比2.4m3/t。西醫總儲量和可采儲量量分別見表4和表5。
2.3運輸系統
1）煤炭和富礦運輸系統。起點：西區坑底采區，終點是-188工業廣場，平均運距2.8km。
2）剝離運輸系統。貧礦運至E200~E400，-260水平排土場進行回填壓腳，平均運距1.2km。
2.4西區開采對南幫和北幫的影響
目前，南幫邊坡處于勻速變形階段，尚未出現巖體解體現象，整體性較好，上部附著的+20轉載、坑下提升、公路運輸系統、排水系統、輸配電等系統經搶修調整可勉強維持使用，南幫尚未處于臨滑狀態。西部開采經邊坡穩定計算雖然穩定性沒有急劇下降，但是可能引起變形速度加快，造成上述系統破壞嚴重。南幫主滑體西邊界已較明顯，處于油廠裝置區之外，但是西區開采可能對油廠邊界產生拖拉變形，可能引起油廠邊界變形加劇。北幫的電鐵系統擔負著東露天礦的剝離排棄任務，本次開采規劃在遵循原“H界”的基礎上，東區29段進行了并段。根據系統降深及邊坡穩定狀況將坑底降深標高進行了抬高。東區由原來的-352m抬高至-345m，西區由原來的-398m抬高至-364m。整體邊坡穩定性有所提高。但是北幫17段（-80m水平）發生滑坡，主要由于北幫E1000區域邊坡受礦坑內西北走向的F5斷層牽引產生的多條小斷層切割，巖體破碎，造成綠色泥巖楔體滑坡。經現場檢查，西露天礦北幫油母頁巖富礦采區E1275、E1342、E1450、E1525賦存4條近南北向的小斷層，這些小斷層切入北幫，對邊坡穩定極為不利，可能引起上部臺階局部片幫滑落。
2.5西區進行分階段開采及實時監測研判邊坡動態
根據對南北邊坡的長時間研究發現，西區采場生產要階段性進行，邊坡穩定情況是“晴雨表”，并及時監測研判邊坡動態，堅持“邊坡不穩定不生產”的原則。西區采場規劃分：不降深擴采、分區域到界及內排回填壓腳3個階段進行開采：第1階段不降深，只進行北幫擴采，力求對邊坡影響最小；第2階段進行E750～E850區域百米區間開采到界，實現快速回填；第3階段實現E650～E750區域開采到界。每一階段采用邊坡雷達跟蹤變形監測，雷達預警立即停止開采，保證人員和設備安全。此外，非汛期，集中力量在西區采場進行生產；汛期，西區采場不進行生產，對采空區實行內排回填壓腳，集中力量在東區采場進行生產。
3結語
南、北幫邊坡穩定評價采用了目前較先進的摩根斯坦－普瑞斯（Morgenstern-Price）法來確定邊坡的安全系數。經穩定分析評價，E300和E400剖面坑底開采設計對南幫穩定沒有影響，E600和E800剖面坑底開采設計對南幫穩定有一定影響，但影響不大。西部區域北幫現狀邊坡含水情況下穩定性系數為1.17~1.21，穩定性較好，但受坑底開采設計的影響較為明顯，其中E600第3階段E800第2階段開采設計邊坡穩定系數均為1.08，處于基本穩定狀態。因此，提出的西露天礦西區改變采礦工程推進方向的研究在理論上是可行的，在邊坡穩定狀態不惡化的前提下實施橫采內排，實現快采快填有利于南北邊幫的穩定。
作者：趙冬子 單位：撫順礦業集團西露天礦