剥离采煤作业规程.docx

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剥离采煤作业规程

高源矿业有限公司高源煤矿

2015年剥离

作

业

规

程

土默特右旗高源矿业有限责任公司

2015.3.1

编制依据

1、高源矿业有限责任公司（赖猫采区）移交时期剥、采工程位置平面图。

2、国家、地方有关部门制定的有关露天煤矿方面的安全管理、质量验收和环境保护等方面的规范、标准和法规文件等。

3、现场勘察所了解的有关情况和调查掌握的有关资料及信息。

5、我公司多年的露天矿山剥离工程施工经验及施工队伍技术装备水平。

规范及标准

严格执行《露天煤矿工程施工及验收规范》〈GB50175-93〉和“煤矿工程质量标准”。

全部工程必须符合工程设计图纸和有关技术要求，满足业主给出的“矿建工程质量标准”，达到<<露天煤矿工程施工及验收规范>>规定的质量标准和招标单位规定的标准。

工程概况

1、工程名称及施工地点

①、工程名称：

高源矿业有限责任公司赖猫采区2015年土方剥离工程。

②、施工地点：

内蒙古自治区包头市土右旗高源露天矿2015年剥离工程施工范围。

2、地形地貌

本区位于大青山山脉阴赖猫山东侧、北侧，为中低山区地貌，冲沟较发育，地形复杂。

海拔标高1710-1190m，相对高差520m，西高东低。

3、剥离工程位置

高源煤矿位于包头市萨拉齐镇北西8km，大青山煤田阿刀亥矿区第3-11勘探线之间，A2背斜南翼，行政区划隶属土默特右旗九峰山管理委员会、沟门镇管辖。

地理座标为：

东经110°25′41″-110°29′27″

北纬40°37′35″-40°38′27″

4、水文地质

（一）矿区水文地质特征

矿区面积2.6176km2，尚不能构成独立水文地质单元，矿区内水文地质特征与区域水文地质特征基本一致。

矿区近期未做过专门水文地质工作，现借助以前简易水文地质调查资料，结合区内实际地质情况加以叙述。

区内无大的地表有水体，均属黄河水系。

主要沟谷为水涧沟和脑包沟。

水涧沟：

位矿区东部，为井田东界。

流向略呈由北至南，汇入黄河，

脑包沟：

位于矿区中部乌兰哈达村附近，从西向东流进矿区，在乌兰哈达村流向转为由北而南横切煤系地层流出区外注入黄河，流量不大，为间歇性河流。

越来窑沟：

位于矿区西南部，从越来窑村由西向东沿地层走向注入脑包沟，沟的上、中游无水，仅在下游方见地表迳流。

其他阿刀亥沟、石匠窑沟等均为季节性河流，仅在雨季山洪暴发时方见地表迳流，平时多以暗流形式流出区外，且潜流量小。

本区河流因受地表、气候条件影响，故地表水体不发育，流量亦小，但河流坡降大，一般在2.5～6.5%，当雨季山洪暴发时，来势凶猛，水流湍急，但延续仅数小时。

冬季则全为冰封，形成冰下表流，因水涧沟、脑包沟贯穿煤系地层，且局部地段岩石裂隙比较发育。

其地表水直接或间接补给地下水。

（二）地层水文地质特征

1、第四系松散孔隙含水层

发育于水涧沟、脑包沟、阿刀亥沟等沟谷中及河床两岸，厚的5m左右，岩性以黄褐色含砾粗砂岩、砾石为主，分选性差。

为居民主要用水源，单位涌水量0.136L/s.m，渗透系数2.213m/d。

2、基岩裂隙含水层

1）、二叠系上统脑包沟组（P2n）

全厚约200-300m，岩性主要由紫红色泥岩，粉砂岩组成，夹数层砾岩、粗砂岩、泥岩，矽质胶结。

单位涌水量0.0223L/s.m，渗透系数0.0256m/d。

2）、二叠系下统石叶湾组（P1sy）

底部砾岩层全厚平均为30m，岩性以厚层黄绿色砾岩、砂砾岩为主，单位涌水量0.136-0.00283L/s.m，渗透系数0.0236-0.00743m/d。

3）、石炭系上统栓马桩组三岩段（Cu3）

总厚平均为20m，为灰白色砾岩组成，砾径在3～4cm，分选较好。

单位涌水量0.0106L/s.m，渗透系数0.0413m/d。

4）、石炭系上统栓马桩组一岩段（Cu1）

总厚平均为70m，为灰白色砾岩、砂砾岩、粗砂岩为主，砾径在5cm，分选较好。

该含水层与下伏地层灰岩裂隙水存在水力联系。

单位涌水量0.000778L/s.m，渗透系数0.00138m/d。

5）、寒武-奥陶系（∈～0）

总厚平均为70m，全厚约400m，岩性以石灰岩为主，间夹薄层石英岩及砂质泥岩，从地表观察以及18号孔资料喀斯特溶洞不发育。

单位涌水量小于0.000973L/s.m，

3、隔水层

1）、二叠系下统石叶湾组（P1sy）

四岩段全厚平均为55m。

岩性主要以灰紫、黄绿色泥岩、砂质泥岩为主，中部夹有10m左右厚的砾岩层。

二岩段全厚平均为15m，以黄、黄绿色的砂质泥岩、泥岩为主。

2）、石炭系上统栓马桩组

上煤组（Cu4）全厚平均为45m。

岩性以泥岩、砂质泥岩、炭泥岩、粘土泥岩为主，本区阿刀亥以东夹Cu2砾岩层一层，厚约20m左右。

下煤组（Cu2）总厚平均为49.8m，岩性为煤层、岩质泥岩组成。

4、充水因素分析

1）．气候因素：

作为地下水主要补给来源的大气降水，由于本区属干燥的大陆性气候，蒸发量大于降水量，显示了其补给来源的贫乏性，故对矿床充水影响很小。

2）．岩石因素：

寒武奥陶系石灰岩，据地表观察喀斯特现象不显著，仅见到个别小溶洞，虽然局部含承压裂隙水。

但与煤层间有厚层Cu1砾岩隔开，很难对煤层开采造成直接影响。

当断层破碎带与煤层接触时，不能排除突然发生涌水现象的可能性。

故煤矿在开采过程中要加强水文动态观察，防止涌水。

3）．构造因素：

本煤矿位于A2背斜南翼，断层较多，基本地质构造型式为紧闭式而又倒转破断的复式向斜，岩层产状近直立至倒转，走向近东西，地形复杂，山高坡陡，深沟狭谷，切割甚剧，各含水层具高压自流水，甚至涌出地表呈正水头。

其地下水流泄与地形有密切关系，在走向上地下水均倾泄于几条南北向的沟谷中（脑包沟、水涧沟、阿刀亥沟）；在倾向上则从北向南流泄出区外。

本区地形极有利于大气降雨的排泄，且雨量稀少，地表水体不发育，地下水补给来源贫乏，各含水层含水性皆小，断层导水性较差，就平地开采而言，不致影响矿井正常生产，但对于下列几点应注意。

、地表迳流量虽不大，但当山洪暴发时，流量剧增。

河流又多垂直地层走向穿切全部含水层。

（岩层产状直立）故矿井开拓至近河地段在雨季应注意洪水期地面水的危害性。

旧窑积水：

本区旧窑多沿煤层露头开采了Cu2、Cu4煤层，垂深一般不超过50m，虽采空区均不大，但老塘积水对未来开采将带来一定影响，应引起注意。

、F6断层：

该断层导水性虽差，但因其通过水涧沟，故矿井送至水涧沟附近，即开采水平1170m以下时，（水涧沟海拔高程1170m左右）应注意地面水通过F6断层，而增加矿井涌水量。

、石灰岩：

寒武-奥陶纪灰岩仅出露在毛八风井以西，从地面观察喀斯特现象不显著。

根据以上分析，该矿体的主要充水因素为大气降水，充水岩层为石炭系含煤地层中的砂砾岩和粗砂岩，其单位涌水量为0.0008mL/s·m，富水性差，按照《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB12719-91）和《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/t0215-2002）划分为第一类～第二类第一型，即本区以孔隙水、裂隙水为主充水条件简单类型。

综上所述，区内地貌、地层及构造各方面都说明地下水补给贫乏，岩层含水性较弱，水文地质条件相对简单，但还应注意隐伏的断层破碎带与灰岩承压水相遇引起突水事故。

此外，雨季时露天采煤场坑内如聚集大量的地表水（雨水）也会影响到煤矿的安全生产，要注意观察和加强防范。

5、工程地质

煤系上覆盖层和煤层顶底板岩石的力学性质都会直接影响到及煤矿的安全生产。

该矿区这次勘探过程中未采集岩石样作为物理力学试验。

1）、Cu2煤层顶板

Cu2煤层直接顶板以泥岩、砂质泥岩为主，一般厚度在1m左右，个别点为10m以上，厚度变化较大，岩性亦不稳定，有时直接顶板部为Cu3砾岩层，厚度约20m左右，从走向上厚度变化大，局部岩性相变为粗砂岩。

2）、Cu2煤层底板

Cu2煤层直接底板以砂质泥岩、中砂岩为主，厚度在0.30～2.00m之间，岩性、厚度变化皆大，其老底为Cu1砾岩层，厚度在40～130m，平均70m，岩性变化甚大，主要以砾岩、粗砂岩为主。

综上述Cu2煤层直接顶、底板多见泥质岩石。

泥质岩石多灰褐色、灰黑色，颗粒细小，薄层状，层理显著，裂隙较发育，遇水后极易滑落，再岩石产状近直立，地表滑落，坍塌现象常见，故开采时不易维护。

Cu2煤层老顶、底板则为Cu3砾岩层和Cu1砾岩层。

Cu3砾岩多呈灰、灰白色，砾石成份主要为石英岩、燧石、片麻岩等组成，砾径2～15cm，胶结致密，坚硬，厚度稳定，Cu1砾岩其砾径在2cm左右。

岩性稳定性较差，局部变为含砾粗砂岩和粗砂岩，胶结次于Cu3砾岩层，其他性质同于Cu3砾岩。

就地表观察砾岩常呈10余m高的悬崖绝壁，经常年风化后亦未见滑落现象。

推测砾岩的工程地质性能良好，作煤层的顶底板尚属优越。

开采方法及开采参数

一、开采工艺及特点

1、开采工艺

根据该矿用煤层赋存条件、剥离物岩性、煤质及其物理力学性质，本露天矿可适用多种多样开采工艺。

但考虑到本矿规模及相关条件，本设计推荐现在多数露天矿山使用的单斗——汽车工艺为本矿的开采工艺。

2、开采工艺特点

本设计选用的单斗——汽车工艺，其主要特点如下：

a、拉沟长度短，基建工程量小，建设速度快；

b、工作线长度短，初期生产剥采比小，矿山前期经济效益好；

c、运输设备爬坡能力大，机动灵活，矿山生产系统简单；

d、生产设备性能可靠，全部国产，设备投资少，备件供应可靠；

e、内排时间早，能尽快实现复土造田，恢复矿区生态环境；

f、有成熟的矿山管理经验；

g、生产成本相对较高。

二、开采程序

鉴于赖猫采区现状,采坑位置已不具备安全作业条件,但储量尚未开采完毕,根据高源煤矿储量核实报告,图纸标明,位于赖猫采区采坑西南方向+1330平台（原井工巷道入口处）,煤层现已露头。

此处地质结构较为简易，上下落差120米。

故我公司领导开会研究从此处小规模开采。

现+1330平台宽度30米，此次任务主要由西向东采煤200米，以1450平台依次向北做8个安全平台，分别为1450平台、1435平台、1420平台、1405平台、1390平台、1375平台、1360平台、1345平台，直至降到1330平台。

每个台阶高度15m；台阶坡面角75°；工作平盘宽度20m运输道路宽度15m；坡道坡度8%；排土台阶坡面角33°。

剥离土石方控制在50万m3以内。

煤层走向长度200m，现露煤厚度为23m，划倾向长度平均宽度15m，煤的比重1.4，得出煤10万吨。

1、开采台阶划分

台阶划分和台阶高度的确定，应满足以下基本原则：

a、保证主要设备的作业安全；

b、保证生产设备正常作业，并获得较高效率；

c、有利于合理开采煤炭资源，减少煤炭开采的损失和贫化。

根据以上原则，结合选则的开采工艺，设备选型以及矿田地质条件，该矿台阶划分采取水平台阶和倾斜台阶混合形式。

台阶高度划分为：

煤层：

23m，水平分层

松散层与岩层：

5m～10m，水平分层。

2、采场降深方式

根据煤层赋存条件，为了减少三角煤量的发生，充分回收资源，减少煤的损失和贫化，煤层以水平分层划分台阶，采煤由露煤露出的顶板向底板方向推进，一直采到煤层底板，将底板煤采光为止。

三、露天矿开拓

1、开拓方式

露天矿采用工作帮移动坑线双出入沟的开拓方式，剥离采煤台阶采用水平分层。

2、跨越采空区开采的防范措施

1）、该露天矿为矿工开采改为露天开采，露天矿矿田范围内有采空区，这对露天矿剥离安全会构成威胁。

因此，生产时首先应将原有矿下全部巷道及采空区的位置，范围反映在露天采掘工程平面图上，并在现场进行测量标定，设置警示牌，经常进行核查，发现异常及时进行处理。

2）、对采空区开采的防治措施

在旧巷及采空区上部10米以上进行剥离作业时，由于挖掘机及其它设备均属小型设备，自重不大，可以横垮旧巷和采空区作业。

在旧巷及采空区上部