1阜新市产业技术创新推广中心（阜新市产业技术研究院） 辽宁阜新 1230002辽宁天信工程设计咨询有限公司 辽宁阜新 123000
摘要：为解决皮里青露天煤矿外排土场征地困难，尽量利用现有的占地范围，在开采程序的时间和空间上进行调整，利用露天矿坑的底部空间快速实现内排，降低排土运距、节省经营成本，提高土地利用率，合理设计内排土场排弃方案。
关键词：倾斜煤层内排土；内排土场区域划分；内排土工作线转向
1 排土场总体布置
1.1矿山采区划分及开采顺序
皮里青露天矿田天然划分为南部的上盘区（皮里青背斜南翼、F9断层上盘），北部的下盘区（皮里青背斜北翼、F9断层下盘）。首采区开采完成后，再在现矿坑坑底向下盘延深至C1煤层，向北推进至北部最终境界，然后开采三采区，直至最终境界结束。开采顺序是：首采区→二采区→三采区，其采区划分及开采顺序可实现首采区采完后进行内排，当开采二采区（下盘）时，此时剥离可以全部实现部分内排,采用卡车运输,实行下部双环、上部单环内排。
1.2排土区域划分
皮里青露天煤矿各采区生产的工作线长度与矿坑宽度相同，设备作业条件好。首采区上盘已接近采剥完毕，向北延伸至二采区，即全矿区可进行内排土作业，形成首采区内排土场→二采区内排土场→三采区内排土场。
1.3排弃方式、内排量、排土参数
内排土排弃方式设计为汽车运输—前装机边缘排土。皮里青露天煤矿皮里青背斜北翼倾角一般6～8°，属缓倾斜煤层，南翼倾角一般9～22°，属缓倾斜～倾斜煤层，首采区首先开采背斜南翼西部，由于不具备内排条件，首采区剥离物全部运往南部外排土场排弃，目前计划开采上盘C3为最下可采煤层，采用技术手段C3煤层剥离实现分区内排，内排土量为42.5万m3，减轻外排负担。排土段高按原初步设计为20m，通过计算排土工作线长度400m，排土平盘宽度76m
首采区+760m以下排土容量总计176.5万m3，+760m~+780m排土容量410.2万m3，+780m~+820m（矿区西侧顶部边缘标高）排土容量1090.8万m3，即首采区排弃至+820m总排土容量为1577.5万m3，二采区倒堆一采区剥离量为1573万m3。由于首采区上盘北部各可采煤层均已采剥完毕，首采区内排土北部边缘与向二采区过渡采煤安全距离满足安全需求。
二采区总剥离量4326.45万m3，运往一区倒堆1577.5万m3，二采区坑内内排量2748.95万m3，计算二采区内排土以+820m标高计算内排土容量为3256.7m3，二采区剩余排土量508.65万m3为三采区开采创造内排条件，则三采区实现跟踪内排。
2 首采区内排
2.1首采区内排土布置合理性
现拟开采C3煤层处于皮里青背斜南翼，倾角较陡17°~22°，属于F9上盘煤层。ZK203柱状图显示厚度为4.26ｍ，根据已开采现状，预计C3煤层可采厚度3.5~4.8m，全区可采，顶板岩性是粉砂岩及泥岩。由于C3煤层属倾斜煤层，整层开采难以实现内排土，故沿C3煤层走向方向将首采区划分为分三个分区由东向西依次开采，1分区走向近东西，倾向由北向南，倾角12°38'；2分区煤层走向近东西，南北倾角约9°36′；三采区煤层走向近东西，南北倾角约10°12′。设计剥离采用分层沿矸石东西走向剥离，开采方式为Ｃ3煤层整层开采，3分区均顺煤层倾向开采，分区开采时在首采区采完后，可将下一采区的剥离物实现内排土排弃到前一已采完的采区，无须在矿体底盘扩帮，排土方案为首采区整体实现内排土创造条件。
2.2首采区内排土方式
南帮C3煤层采剥设计明确，计划分三个小分区，由东向西一次为1分区、2分区、3分区依次剥离和采煤，工作面长度为总长560m，宽度200m，每一分区长度平均180m。剥离矸石在770~730m水平，厚度6~7m。
1分区拟采剥工作面几何面积为40034ｍ2，设计剥离矸石量28万ｍ3；2分区拟采煤工作面几何面积为37448ｍ2，设计剥离矸石量26.2万ｍ3；3分区拟采煤工作面几何面积为32136ｍ2，设计剥离矸石量22.5万ｍ3。1分区剥离矸石铺垫完设计760运煤道路后全部外排，2分区剥离矸石倒运到1分区采空区，排土高度不大于10m，形成1分区+740m内排土台阶，之后跟踪内排形成1分区、2分区740m内排台阶，3分区剥离矸石倒运到1分区、2分区采空区，形成+760m内排土台阶。
2.3矿区首采区采剥完毕全面内排
首采区1分区与2分区+740m内排土容量即可满足南帮C3煤层采剥总量，即首采取采剥完成，根据原初步设计及边坡稳定分析计算结合矿区修建排土运输路线，首采区设计排土最终标高为+820m，富余排土量为1535万m3。根据该矿年排土量为3.42Mm3，约为该矿4.5年剥离量。为首采区过度二采区创造了内排空间。
3 二采区内排
3.1二采区生产现状
目前二采区工作平盘总宽度约560m，工作线长度约260m，目前进行C3，C4煤层采剥，待进行C1煤层采剥后即二采区可全面进行内排，排土方式同首采区，为保证行成双环排土运输道路，保留首采区与二采区中部运输道路，中部运输道路与西侧端帮共同形成双环排土运输道路，二采区留沟内排，保证内排土工作线长度及与工作帮坡底线距离。
3.2二采区内排完成及三采区准备
根据原初步设计，二采区采剥方向由南向北，二采区现已进行C4煤层开采，上部剥离满足内排土工作平盘及留沟要求，待开采最下煤层时可实现二采区内排土，考虑采用“L”型组合转向方式，二采区转向前内排土场终了形成5个排土台阶，排土量为1785万m3，采煤利用原中部运输道路，排土利用西端帮进行排土。完成二采区转向进入三采区，二采区“L”型组合转向方式即进入三采区。
二采区转向三采区前转向区排土量为1555万m3，利用北端帮进行内排土运输，由于转向区三采区剥离量加大，可适当通过矿区中部运输道路运往首采区进行排土。
4 三采区内排
三采区条形分布，采剥量相对首采区、二采区较大，三采区煤层赋存相对较高，转向剥离量增大，转向区剥离量增大问题已顺利解决，三采区可实现通过东侧及北侧端帮进行跟踪内排，根据地形关系矿区东高西低，三采区即东部剥离标高相对较高，内排土高度对比二采区增高40m，即顶部排土高度为+860m（根据二采区最终排弃标高适时调整）。+820m以下台阶均与二采区内排台阶相连接。
5 结语
通过原采区划分及开采顺序，提出了当工作面推到首采区南部最终边界后，向北延伸至下盘煤层开采第二采区时，可以进行全部内排。
在首采区上盘煤层由东向西划分1分区、2分区及3分区依次开采，解决倾斜煤层不利于内排土，即可形成首采区南帮到界区域顺利全部实现内排土，为今后二采区、三采区实现内排土创造条件。
二采区内排完成及三采区准备，考虑采用“L”型组合转向方式，在满足安全生产、技术合理的情况下实现了经济效益最大化。
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作者简介：于涛（1987-），男，汉族，辽宁阜新人，硕士研究生学历，工程师，主要研究方向：露天采矿。