[发明专利]一种软岩露天煤矿内外排土场并行发展步距确定方法

说明书

本发明公开一种软岩露天煤矿内外排土场并行发展步距确定方法，属于露天开采技术领域，该方法首先根据边坡的服务年限确定外排土场、采场与内排土场单独或者两者或者三者结合的构成的高大复合边坡的安全储备系数，再根据边坡形态采用bishop法与剩余推力法分别计算获取单独或者两者或者三者结合边坡的稳定性系数，比较其与安全储备系数之间的误差，分别调整外排土场的平盘宽度、采场顶部与外排土场底部之间的距离及内排土场平盘宽度，基于上述值的最优值，调整外排土场应该向前发展的步距。本发明实现了快速、充分占据内外排土场空间，能够缩短剥离运距，降低露天煤矿开采成本，克服了传统设计外排土场发展滞后，运距大的不足。

技术领域

本发明涉及露天开采技术领域，尤其涉及一种软岩露天煤矿内外排土场并行发展步距确定方法。

背景技术

快速占据内外排土场是露天煤矿实现安全高效绿色开采的重要途径，然而内排土场、采场、外排土场三者构成的高大复合边坡的稳定性直接威胁着露天煤矿工作人员及设备的安全。以往的边坡形态设计流程均是采场到界后，外排土场与采场之间保持固定的距离，当内排土场向前发展至很远或高度达到地表时，外排土场才向前跟进，导致外排土场发展滞后，运距加大，严重增加了露天煤矿开采成本。显然，在保证边坡稳定性的前提下，快速充分占据内外排土场空间，确定内外排土场并行发展步距已成为露天开采领域亟待解决的难题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种软岩露天煤矿内外排土场并行发展步距确定方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种软岩露天煤矿内外排土场并行发展步距确定方法，包括如下步骤：

步骤1：根据边坡的服务年限，确定内排土场边坡安全储备系数K₁、外排土场边坡安全储备系数K₂，外排土场与采场两者构成的边坡安全储备系数K₃，内排土场、采场及外排土场三者构成的边坡安全储备系数K₄；

步骤2：根据露天煤矿开采设计及作业参数，获取采场到界边坡形态、内外排土场的台阶高度、平盘宽度及坡面角及外排土场的排弃高度；

步骤3：采用bishop法与剩余推力法分别计算获取外排土场边坡整体稳定性系数分别为Fs₁、Fs₂，与外排土场边坡安全储备系数K₂作比较，调整外排土场平盘宽度，使其达到最优，过程如下：

步骤3.1：根据外排土场的台阶高度、平盘宽度、坡面角及排弃高度，设计外排土场形态；

步骤3.2：基于bishop法与剩余推力法计算获取外排土场边坡整体稳定性系数分别为Fs₁、Fs₂；

步骤3.3：判断min{Fs₁、Fs₂}与外排土场边坡安全储备系数K₂的大小，若min{Fs₁、Fs₂}K₂，则增加外排土场平盘宽度；若min{Fs₁、Fs₂}K₂，则减小外排土场平盘宽度；

步骤3.4：调整外排土场平盘宽度，当满足|min{Fs₁、Fs₂}-K₂|0.005时，停止调整得到外排土场最优平盘宽度。

步骤4：考虑采场、外排土场两者的边坡形态及距离对边坡稳定性的影响，采用bishop法与剩余推力法分别计算获取采场和外排土场两者构成的边坡整体稳定性系数分别为Fs₃、Fs₄，与外排土场与采场两者构成的边坡安全储备系数K₃作比较，调整采场顶部与外排土场底部之间的距离B，使其达到最优，过程如下：