新疆某矿区两处露天煤矿相邻边帮压煤联合开采分析

新疆某矿区两处露天煤矿相邻边帮压煤联合开采分析

胡涛

新疆煤炭设计研究院有限责任公司 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：露天煤矿联合开采相邻边帮压覆煤炭资源可提高资源回收率，通过优化开采程序、选择合理开采方法，联合开采边帮压煤可取得较好经济效益。新疆某矿区两处露天煤矿联合开采相邻边帮压覆煤炭资源，通过合理优化开采程序、优化运输系统，回收煤炭资源超过千万吨，提高了资源回收率、经济效益好。

关键词：新疆；露天开采；端帮联合开采

1、露天煤矿相邻边帮压煤联合开采

露天煤矿开采过程中，根据确定的最终帮坡角留设各非工作帮、端帮、到界帮，各帮不同程度的压覆了煤炭资源，关于压覆的煤炭资源开采问题，一直是行业关注的焦点，相关研究和应用从未间断，目前比较成熟的技术有：相邻露天煤矿联合开采、相邻矿山及矿井联合开采、端帮采煤机开采。其中，对于相邻露天煤矿的邻近边帮，采用井工方式回收或端帮采煤机回收，都会造成回采率低、资源回收系统复杂对原有露天煤矿系统造成影响、易形成边坡安全隐患等，不是首选方案；相邻露天煤矿联合开采相邻边帮压覆煤炭资源回采率高、生产组织难度低、效率高，为优先选择的方式。但相邻露天煤矿联合开采相邻边帮压覆煤炭资源仅限于相邻露天煤矿的邻近边帮，对于各露天煤矿其他区域的非工作帮、端帮、到界帮，受开采时的界限限制、经济剥采比因素等限制，边帮压覆煤炭资源需采用其他方式进行回收。

露天煤矿采矿证确定的边界未考虑地表境界和深部境界的空间关系，相邻两处露天煤矿只能以采矿证边界作为地表境界，下返确定深部境界，造成了相邻两处露天煤矿相邻边帮呈近似三角形，见图1。

图1

相邻露天矿开采临近边帮，根据两矿开采程序及开发时序，临近边帮可能存在的形态有：两矿并行、邻近边帮均为端帮，两矿推进方向相互垂直（或近似垂直）、邻近边帮为一矿端帮与另一矿到界帮（非工作帮）相邻，两矿相向推进、邻近边帮均为到界帮。

（1）两矿并行、邻近边帮均为端帮：两矿同向并行或相向并行，临近帮为端帮时，联合开采需要重点考虑运输系统的布设，当临近边帮被采动时，各矿原有的两侧端帮均可设置运输系统，当一侧端帮被采断时，仅有一侧端帮存在运输系统，大大增加剥离及采煤运距，此时需要设置临时运输系统或移设连续输送系统以满足运输要求。同时需协调考虑排土的问题，力争做到排土空间合理设置，提高经济效益。

（2）两矿推进方向相互垂直（或近似垂直）、邻近边帮为一矿端帮与另一矿到界帮（非工作帮）相邻：在此状态下，两矿联合开采临近帮需重点考虑开采程序，结合排土场的设置及排弃计划，确定联合开采方案。方案要确定临近边帮的开采顺序、内排土场设置、边坡安全、防灭火、防治水等内容。

（3）两矿相向推进、邻近边帮均为到界帮：到界帮为生产后期形成的边帮，两矿联合开采到界帮时，需确定原则，即谁先到界谁先开采，按照双方约定的工程量及工程位置进行开采，避免超采或欠剥。

2、新疆某矿区相邻露天煤矿开采现状

新疆某矿区有相邻露天煤矿，两矿主采煤层厚度平均20米，相邻边帮处覆盖层厚度150米。两矿相互位置关系及主采煤层底板等高线见图2。A矿初始拉沟位置设置在露天矿中部，东西向拉沟、向南推进，首采区尚未开采至南部边界，二采区设置在首采区西侧、采用在北部重新拉沟的方式进行采区过渡；B矿初始拉沟位置设置在露天矿中部，东西向拉沟、向南推进，首采区尚未开采至南部边界，二采区设置在首采区东侧、采用在首采区东部端帮缓帮的方式进行采区过渡。

A矿尚未开采至两矿边界，按照生产计划，1年后可开采至两矿边界。B矿1年后首采区南部到界，计划转向向东推进。两矿1年后开始开采相邻边帮，相邻边帮为A矿首采区南部到界帮、B矿二采区北侧端帮。

图2

按照两矿设计确定的最终帮坡角，以采矿权边界作为地表境界垂直向下计算两矿相邻边帮范围内的边帮压覆资源，A矿到界帮压覆资源10.89Mt，剥采比1.11m³/t，B矿端帮压覆资源18.37Mt，剥采比2.16m³/t。

前期两矿均按照各自生产计划及开采程序进行生产，A矿计划开采至南部境界后在首采区西侧重新拉沟开采二采区，首采区南部到界帮压覆资源不进行回收；B矿计划首采区开采终了后转向向东推进，北部以采矿权边界作为地表境界、留设北部端帮，北部端帮设置运输系统联系采场与内排土场。两矿生产互不影响。但两矿临近帮压占资源量多，同时该区域开采剥采比远小于生产剥采比，联合开采临近边帮能取得较好的经济效益，应考虑联合开采两矿邻近帮压覆资源。

采用井工方式及端帮采煤机回收两矿相邻边帮压覆资源，系统布置难度大、资源回收率极低，影响现有生产活动正常进行，同时资源回收后会遗留边坡安全隐患，还需额外增加设备投资，不建议作为回收两矿相邻边帮压覆资源的方式。

3、端帮联合开采分析

两矿联合开采相邻边帮，A矿为到界帮、B矿为端帮，见图3。

两矿联合开采边帮压覆资源时，在不进行优化的情况下，A矿工作线与B矿工作线相互垂直，B矿采掘作业在开采到北部端帮时和A矿存在交叉，A矿工作线主要是与B矿北部端帮运输系统相互影响；B矿北端帮被采断、不再连续，不能设置运输系统，运输系统仅能通过工作帮及南部端帮进行设置，局部区域运距大幅上升。

图3

两矿联合开采边帮时的采掘设备相互交叉可通过开采程序优化进行完善，可采取两矿协调开采区域，做到采掘设备不交叉，A矿先行开采东侧区域，B矿北部端帮由西向东开采，可先行将端帮开采到位，两矿相邻边帮工程量按东西向分段计算、确定，两矿协调开采区域划分见示意图4（a）。B矿北部开采到位后，北部端帮已被切断，运输系统仅依靠南侧端帮，运距过远，可在B矿北部设置临时运输道路，用于替代联合开采边帮压覆资源时北部端帮运输道路，该临时运输道路根据工程发展适时移设即可，见图4（b）。

（a） （b）

图4

开采相邻端帮压覆资源，A矿仅调整了开采程序，在东侧区进行超前推进到指定位置；B矿不再设置北部端帮，在北部使用剥离物设置临时运输道路，定期对临时运输道路进行移设（也可设置两条临时运输道路，交替使用）。经过联合开采两矿相邻边帮压覆资源，A矿压覆资源10.89Mt、B矿压覆资源18.37Mt均可全部采出，同时该部分压覆资源回采时剥采比较小（A矿1.11m³/t，B矿2.16m³/t），两矿经济效益均有较大提升。

4、结论

新疆某矿区相邻两矿联合开采相邻边帮压覆资源，通过调整开采程序及设置临时运输系统，即可将两矿相邻边帮压覆资源全部回采，提高资源回采率、大幅提升经济效益。

联合开采相邻边帮压覆资源，要统筹考虑两矿现状及现有开采程序，通过对调整、优化开采程序，在保证两矿安全生产的前提下，制定联合开采方案，合理分配两矿采出量。

参考文献

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作者简介：胡涛（1983—），籍贯：河南省信阳，男，硕士研究生，高级工程师，主要从事露天煤矿设计与咨询工作。