[发明专利]一种季节性冻土区露天煤矿靠帮开采方法

说明书

本发明公开了一种季节性冻土区露天煤矿靠帮开采方法，包括以下步骤：计算开采前煤端帮的稳定性；当开采前煤端帮的稳定系数大于预设系数时，则在结合冻土区与冻土力学性质的边坡力学模型中，通过模拟改变端帮下部煤台阶的平盘宽度，得到稳定系数为预设系数时的平盘宽度，在开挖煤台阶时，使得开挖后的端帮下部煤台阶的平盘宽度等于模拟得到的平盘宽度，并在边坡冻结期结束前通过内排压帮及时提高端帮稳定性，该方法能够实现煤炭资源的安全高效回收。

技术领域

本发明涉及一种露天煤矿开采方法，具体涉及一种季节性冻土区露天煤矿靠帮开采方法。

背景技术

随着我国煤炭资源开采重心逐步向中西地区转移，而中西部地区煤层赋存条件较浅、煤层较厚，适宜于露天开采，煤炭产能露天开采占比逐年升高，在新疆地区已经超过50％。在厚煤层赋存条件下，露天矿采场端帮下压煤量巨大，造成煤炭资源的极度浪费。在现行传统采矿设计中，都是静态边坡稳定性，从边坡岩体的物理力学参数出发，未考虑边坡稳定受温度、水等外界因素的影响。而在新疆地区高寒气候下，露天煤矿采场边坡岩层受到极寒天气影响，冬季采场边坡稳定性较高，因此，可以发明一种利用这一时期的边坡岩层特点进行煤炭资源安全高效回收的露天煤矿开采方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种季节性冻土区露天煤矿靠帮开采方法，该方法能够实现煤炭资源的安全高效回收。

为达到上述目的，本发明所述的季节性冻土区露天煤矿靠帮开采方法包括以下步骤：

计算开采前煤端帮的稳定性；

当开采前煤端帮的稳定系数大于预设系数时，则在结合冻土区与冻土力学性质的边坡力学模型中，通过模拟改变端帮下部煤台阶的平盘宽度，得到稳定系数为预设系数时的平盘宽度，在开挖煤台阶时，使得开挖后的端帮下部煤台阶的平盘宽度等于模拟得到的平盘宽度；

在冬季冻土区解冻前通过内排土场压帮提高端帮边坡稳定性。

获取开采前煤端帮的稳定系数的具体操作为：

获取季节性冻土区露天煤矿的冻土深度；

获取露天煤矿端帮边坡各地层冻土的力学参数；

建立结合冻土区与冻土力学性质的边坡力学模型；

根据季节性冻土区露天煤矿的冻土深度及露天煤矿端帮边坡各地层冻土的力学参数，利用边坡力学模型，计算开采前煤端帮的稳定系数。

所述预设系数等于1.1。

获取季节性冻土区露天煤矿的冻土深度的具体操作为：

在地面温度小于等于预设温度，土壤开始冻结时，在每天的预设时间测量一次冻土深度，直至土壤完全解冻为止。

所述预设温度为0℃。

预设时间为上午八点。

所述露天煤矿端帮边坡各地层冻土的力学参数包括岩土体重度G、黏聚力C及内摩擦角φ。

通过试验获取露天煤矿端帮边坡各地层冻土的力学参数。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的季节性冻土区露天煤矿靠帮开采方法在具体操作时，通过模拟改变端帮下部煤台阶的平盘宽度，得到稳定系数为预设系数时的平盘宽度，在开挖煤台阶时，使得开挖后的端帮下部煤台阶的平盘宽度等于模拟得到的平盘宽度，从而最大程度的保证陡帮开采的安全性；在冬季开挖煤台阶，在春季边坡融解之前及时压帮内排，能够在保证端帮稳定的前提下提高其边坡角，回收端帮残煤、降低剥采比，减少运输成本，实现煤炭资源的安全高效回收，具有应用成本低、经济效果好等优点，并具有广泛的实用性。

附图说明