布沼坝露天矿西帮煤炭资源回收方案研究

发布时间：2020-10-09 21:29

　　近年来,随着云南省“桥头堡战略”、“西电东送”、“云电外送”等工程的实施,导致电煤需求大幅增加。小龙潭矿务局为满足电煤用户需求,加速五期扩建步伐,提出了增大煤炭产量的决策。布沼坝露天矿西帮煤炭资源受其原生地层条件及气候特点等影响,开采回收一直是一个技术性难题。为了积极响应上层提高煤炭产量的决策,本文依托现有技术对西帮煤炭资源回收方案进行了研究。通过综合应用露天采矿学、矿山岩石力学、数值模拟和现场试验等方法,对西帮边坡稳定性进行了综合评价,分析了西帮煤炭资源回收的可行性。并在此基础上,进行了西帮煤炭资源回收境界优化、回收进度计划及开采工艺系统布置方案研究。取得的主要成果如下:(1)分别采用Slope和Sigma两种数值模拟软件,对西帮的4个原始剖面清方前后进行了稳定性分析,得出两种方法分析的稳定系数基本一致,对比验证了数值模拟的正确性,同时表明了清方减载可在一定程度上提高边坡稳定性。(2)基于目前开采现状,确定了西帮矿产资源回收方案,明确了边坡变形失稳机理及诱导失稳的内在因素,系统研究了采剥工程和边坡稳定的耦合机理,揭示了西帮不同年产量时的稳定性变化规律。(3)将回收方案划分为了近期和中长期两个阶段并进行了综合评价,分析得出:近期资源回收方案的剥离量为2.59Mm3,采出原煤22.19Mt;中长期资源回收方案的剥离量为0.32Mm3,采出原煤17.13Mt。整个方案资源回收原煤39.32Mt,剥采比为0.07,可创造经济效益17.52亿元。(4)结合稳定性分析,论证了西帮煤炭资源方案的可行性,进行了西北角边坡稳定性和西部资源回收耦合效应综合评价,以及西帮资源回收对西北角边坡稳定性的综合评价。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD824
【部分图文】：

边坡,稳定性分析,含水

地表水下渗会提高边坡体内水位线的高度，增大边坡体内的渗透力，因此，对于布沼坝露天矿西帮稳定性的分析不能单纯的计算岩性的稳定性，要充分考虑水对于边坡的最不利影响，进而准确评估西帮稳定性及资源回收的风险性。（1）342-342’含水边坡稳定性分析按照边坡实际水位线并结合降水量，确定了 342-342’边坡在最大降水量时对应的边坡水位线，并进行原始边坡、清方后边坡及开采到五期境界后边坡稳定性分析，采用数值模拟得到的结果如图 2-1 到图 2-3 所示。图 2-1 342-342’原始边坡含水稳定性分析Figure2-1 Analysis of water cut stability of 342-342' original slope0.968

含水,稳定性分析,边坡

稳定系数不含水 1.111 1.348 0.862含水 0.968 1.229 0.734从表 2-1 可以直观的看出，边坡内的水位线对于边坡稳定性有很明显的削弱作用。（2）344-344’含水边坡稳定分析对 344-344’边坡添加水位线，并进行稳定分析得到的结果如下。图 2-4 344-344’原始边坡含水稳定性分析Figure 2-4 Analysis of water stability of 344-344' original slope0.900

稳定性分析,含水,边坡,边坡稳定系数

Figure 2-6 Analysis of water stability of 344-344' mining to the five-stage boundary slope对比添加水位线前后，边坡稳定系数的变化见表 2-2。表 2-2 344-344’含水边坡稳定性分析Table 2-2 StabilityAnalysis of 344-344' Aqueous Slope边坡状态原始边坡清方边坡五期境界边坡稳定系数不含水 1.014 1.353 1.058含水 0.900 1.244 0.801上表反映出边坡存在的很多问题：首先，西帮降段开采回收资源在提高边坡角度的同时未必一定会降低边坡稳定系数，因为开采的过程有可能剥离掉了软弱岩层，规避了原有的滑坡风险，其次，水位线对于边坡稳定性存在不利影响，会降低边坡稳定系数；当水位线较低，没有经过滑坡体区域时，边坡稳定系数受其影响较小，基本保持不变。（3）346-346’边坡含水稳定分析采用同样的方法计算 346-346’边坡的稳定性系数，具体如下。

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