【正文】 考慮以上原則及影響因素， 對(duì)高 西溝露天煤礦開拓方案 進(jìn)行比較與確定。生產(chǎn)技術(shù)條件，即礦山規(guī)模，礦區(qū)開發(fā)程序，露天采場(chǎng)尺寸，生產(chǎn)工藝流程，選用設(shè)備型號(hào)等。 距離排土場(chǎng)較近，便于建立采場(chǎng)與工業(yè)廣場(chǎng)的運(yùn)輸聯(lián)系等。 計(jì)算得，平均剝采比為：。 計(jì)算得：高西溝露天煤礦可采儲(chǔ)量為 () 95%= 萬噸。 露天開采可采儲(chǔ)量可按公 式 48 計(jì)算。各煤層的 工業(yè) 儲(chǔ)量 及邊坡壓煤量計(jì)算結(jié)果見表 。 所以，露天采場(chǎng)內(nèi)總壓煤量為： ++= 104t。則 4－ 1 煤層的壓煤量為： a b Lγ =66 3802 =492454t = 104t 5－ 1 煤層的坡面到礦區(qū)范圍的水平距離 a=98m，采場(chǎng)范圍內(nèi)的 周長(zhǎng) L=6481m，煤層平均厚度 b=，平均容重γ =。則 3－ 1 煤層的壓煤量為： a b Lγ =28 5068 =631700t = 104t。 2－ 2 煤層大部分屬于山坡露天礦，邊坡壓煤量 較 少，計(jì)算中忽略不計(jì)。 露天采場(chǎng)內(nèi) 煤 量計(jì)算 露天采場(chǎng)邊坡壓煤量計(jì)算如下： 露天礦的最終邊坡角為 36176。所以， 4－ 2 煤層與 5－ 1 煤層之間的巖石量為： 46 5 7 3104 3 9 ???? m3。所以， 4－ 1 煤層與 4－ 2 煤層 之間的巖石量為： 46 6 0 1104 3 4 ???? m3。 3－ 1 煤層與 4－ 1 煤層之間的巖石量為： 46 9 3 5105 8 8 ???? m3。所以， 2－ 2 煤層與 3－ 1 煤層之間的巖 石 量為： 46 ???? m3。 2－ 2煤層與 3－ 1煤層 之間的 巖土 厚度 為 0～ 50m，平均厚度為 24m。經(jīng)計(jì)算，覆蓋面積為 。煤層 剝離量計(jì)算如下： 2－ 2 煤層上覆巖土層厚度為 0～ 40m。 由 5－ 1 煤層的底板等高線可以 看 出， 煤層近水平賦存，開采深度幾乎在同一標(biāo)高，能夠滿足露天礦采裝、 運(yùn)輸要求，無需進(jìn)行底部深度調(diào)整。所以，合理開采深度為 116m，即 對(duì)應(yīng) 開采到 5－ 1 煤層底部。 圖 H－ np 曲線 在圖 的縱軸上， 繪制 出剝采比為 10m3/t的直線。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 圖 露天礦境界范圍圖 境界內(nèi)經(jīng)濟(jì)合理開采深度 確定 由開采 2－ 3－ 4－ 5－ 5－ 2 煤層及以下的兩個(gè)煤層的開采深度和相應(yīng)的平均剝采比，繪制出開采深度 H 與平均剝采比 np 的曲線。 ，由此確定出底部境界。境界拐點(diǎn)坐標(biāo)如下： 表 地表境界 拐點(diǎn)坐標(biāo) 拐 點(diǎn) 標(biāo) 號(hào) X 坐標(biāo) Y 坐標(biāo) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 由拐點(diǎn)連起來的范圍即露天開采 地表 境界范圍。 綜合考慮 3－ 4－ 1 及 4－ 2 煤層： hn 22 1j ???? （ 45） nj ≤ njh （ 46） 露天開采的經(jīng)濟(jì)效果大于地下開采，均可以露天開采。 其經(jīng)境界剝采比大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比，需考慮 之 下的 5－ 1 煤層 開采經(jīng)濟(jì)效果 。 4－ 1 及 4－ 2 煤層 平均厚度分別為 和 。 第二，考慮到 3－ 1 煤層位于 2－ 2 煤層 賦存 范圍之外 的部分 ，其上覆巖層平均厚度為 。 3－ 1 煤層 與 2－ 2 煤層平均間距為。 分兩種情況論述 。 2－ 2 煤層在可采厚度范圍之內(nèi)的， 其露天開采的經(jīng)濟(jì)效果大于地下開采， 均可以劃到開采境界之內(nèi)。 14h hn 22 1j ?????? m3/t （ 41） nj ≤ njh （ 42） 其中 ： nj—— 境界剝采比 m3/t； njh—— 經(jīng)濟(jì)合理剝采比 m3/t； h1—— 巖層平均厚度 m； h2—— 煤層平均厚度 m； γ 2—— 煤層平均容重 t/m3。 各煤層的 境界 剝采比分別計(jì)算如下： 2－ 2 煤層：由 于 2－ 2 煤層近水平賦存，地表覆蓋層厚度變化較大（ 0～ 50m） ， 平均厚度 14m。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 根據(jù)目前的煤炭市場(chǎng) 價(jià)格情況和高西溝煤礦露天開采的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比為 10m3/t。在礦區(qū)范圍之內(nèi)，地面條件幾乎沒有限制，不會(huì)對(duì)露天開采境界造成影響。 以保證總體經(jīng)濟(jì)效果最佳。 除此之外，還有 采礦權(quán)范圍 、 經(jīng)濟(jì)合理剝采比 、 露天礦最終邊坡角 等因 素。 技術(shù)組織因素：包括開采的技術(shù)水平，裝備水平，礦山附近的鐵路 公路等運(yùn)輸條件 ，主要建筑物構(gòu)筑物等對(duì)開采境界的影響。必要時(shí)做一些抗滑工程，如 修 建抗滑樁和 抗滑擋墻等。 對(duì)于排土場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定性，主要防滑措施有：不同性質(zhì)的巖土分類排棄，透水性好的巖土排到排土場(chǎng)底部，透水性差的排棄物排到排土場(chǎng)上部。結(jié)合高西溝露天礦爆破特點(diǎn)，決定 采用控制爆破技術(shù)。所以，采用控制爆破技術(shù)來防止采場(chǎng)滑坡。水對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響比較小。 根據(jù) 黃土層工程地質(zhì)特點(diǎn)，確定黃土層的 臺(tái)階坡面 角 55 度。根據(jù)煤巖工程地質(zhì)特點(diǎn)，確定 煤層及巖層的 階段臺(tái)階坡面角為 65 度。 。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告所提供的數(shù)據(jù)和相類似礦山的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。 確定 合理邊坡角 及制定防滑措施 確定合理邊坡角 高西溝溝露天礦邊坡巖體整體強(qiáng)度較高，根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)資料，在采掘場(chǎng) 沒有 明顯的弱層，因此 目前認(rèn)為， 采掘場(chǎng)邊坡滑坡模式是純圓弧滑動(dòng)。但泥巖軟化后易碎，在開采時(shí)應(yīng)予以注意。在生產(chǎn)中要加強(qiáng)對(duì)這些工作的研究，及時(shí)采取預(yù)防措施，以免造成危害。如：砂巖畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 類吸水后，抗壓強(qiáng)度減弱，只有原來的一半，將改變?cè)械淖匀粻顟B(tài)。在開采時(shí)，應(yīng)根據(jù)粘土巖及砂質(zhì)粘土巖的分布范圍，做好防護(hù)工作。僅 3－ 1 號(hào)煤底板有一定范圍的粘土巖及砂質(zhì)粘土巖分布。 影響邊坡穩(wěn)定性因素 第四系松散層疏松，且休止角小，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性不利?？紫堵室话銥? g/cm3。屬軟～特硬級(jí)?？紫堵室话銥?%。一般為 兆帕，屬軟～特硬級(jí)。 粉砂巖類：一般為 g/cm3。抗剪 強(qiáng)度隨著角度的增加正應(yīng)為 ～ ?？紫堵室话銥?%。按照抗壓強(qiáng)度的大小，分別確定巖石的堅(jiān)硬級(jí)別。泥巖軟化后易碎，砂巖類吸水后，抗壓強(qiáng)度減弱，只有原來的一半，將改變?cè)械淖匀粻顟B(tài)。 巖層一般為中硬或硬巖。 基巖 巖層 一般為 砂巖類、粉砂巖、泥巖類。 煤層的平均容重 d， 是根據(jù)原報(bào)告利用鉆孔所采的容重樣試驗(yàn)成果經(jīng)匯總計(jì)算求得的 。本 區(qū)煤層傾角平緩，均小于 3176。 參與儲(chǔ)量計(jì)算的煤層利用厚度 M 的確定，煤層中單層厚度小于 米 的夾矸，與煤分層合并計(jì)算采用厚度 。 礦石儲(chǔ)量計(jì)算 工業(yè)指標(biāo) 本區(qū)煤層傾角平緩，僅在 3o 以內(nèi)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，參加資源儲(chǔ)量估算的煤層層位穩(wěn)定，厚度、煤質(zhì)及水文地質(zhì)條件變化小，勘探工程分布均勻，故用地質(zhì)塊段法進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算，畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 其計(jì)算公式為： dMSQ ??? （ 21） 其中 ： Q—— 為煤層 地質(zhì) 儲(chǔ)量，單位：噸 S—— 為塊段面積，單位：平方米 M—— 參與儲(chǔ)量計(jì)算的煤層利用厚度，單位：米 d—— 煤層的平均容重，單位：噸 /立方米 其中，塊段面積 S 的確定利用 CAD 計(jì)算。 勘查工程基本網(wǎng)度為 1000 1000 米。由于 5－ 1 號(hào)煤層厚度較大，資源儲(chǔ)量在核實(shí)區(qū)內(nèi)占優(yōu)勢(shì)，故礦區(qū)基本勘查類型確定為一類一型 。次要可采煤層 3－ 6－ 1 中 煤層厚度有一定的變化，對(duì)比可靠，大部可采，為較穩(wěn)定煤層。 礦床勘探 礦床勘探類型及程度 本區(qū)為向南西傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角 1～ 30，斷裂不發(fā)育，無巖漿活動(dòng)，屬于構(gòu)造簡(jiǎn)單類型。開采時(shí)， 視采場(chǎng) 涌 水情況 ， 在坑底超挖蓄水坑，利用水泵 排水。地面水源距礦區(qū)距離較遠(yuǎn)，不會(huì)對(duì)開采產(chǎn)生大的影響，不需要疏干排水。會(huì)降低采裝效率。 水文地質(zhì)條件對(duì)露天礦開采的影響 水會(huì)給露天開 采 帶來不利影響。本區(qū)為一單斜構(gòu)造，巖層平緩，逕流條件差。 此外， 區(qū)內(nèi)各大溝谷均為潛水的排泄點(diǎn)，而楊森～高西溝以及隨地形相一致的洼地、沖溝等，既為區(qū)內(nèi)的排泄點(diǎn)又為逕流分布帶，地表排泄區(qū)域明顯。承壓含水層的逕畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 流，決定于地質(zhì)構(gòu)造、含水層的巖性及地下水動(dòng)力條件。承壓水的補(bǔ)給區(qū)遠(yuǎn)，同區(qū)域補(bǔ)給構(gòu)造相一致，由于區(qū)內(nèi)水源補(bǔ)給不充沛，補(bǔ)給量小，相應(yīng)的地下水補(bǔ)給量也小。 地下 承壓水的補(bǔ)給條件：區(qū)內(nèi)承壓水的補(bǔ)給受地質(zhì)構(gòu)造的控制?；鶐r潛水的補(bǔ)給一般是以間接補(bǔ)給為主，但在基巖裸露區(qū)為直接補(bǔ)給。以 2－ 2 號(hào)煤頂板為界，上為潛水段，下為承壓水段。區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，可劃為一類一型，但溝谷地段為一類二型。主要充水以第四系松散層補(bǔ)給 2－ 2 煤頂部潛水。 礦床水文地質(zhì)特征 礦床水文地質(zhì) 礦區(qū)位于干旱地區(qū)，水文地質(zhì)比較簡(jiǎn)單。 2－ 3－ 6－ 2 中 煤層由暗煤、亮煤、絲炭、鏡煤組成，一般為暗淡型或半暗淡型煤，其它煤 層由亮煤、暗煤、絲炭、鏡煤組成，以半暗型煤為主，暗淡型與半亮型煤較少。 各煤層容重及平均厚度見表 .。局部含有粘土質(zhì)結(jié)核。 煤 巖物理力學(xué)性質(zhì) 此露天礦煤呈黑色、條痕褐黑色，一般呈暗淡光澤或?yàn)r青光澤 。為大部可采的不穩(wěn)定煤層，與 6－ 2 下 煤層平均 間距 為 米。 6－ 1 下煤層大部發(fā)育平均 厚度 米，為不可采煤層，與 6－ 2 中 煤層的平均 間距 為 米。 6 號(hào)煤組分為 6－ 6－ 2 兩個(gè)分煤組， 6－ 1 分煤組又可分為 6－ 1 中 、 6－ 1 下 兩個(gè)煤層， 6－ 2 分煤組又可分為 6－ 2 中 、 6－ 2 下 兩個(gè)煤層。 5－ 1 煤層全區(qū)可采，煤層厚度較大，變化較小，煤厚為 ～ 米，平均為 米，為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層，與 5－ 2 煤層的間距為 ～ 米，平均為 米。 4－ 2 中煤層位于 4－ 1 煤層之下，煤厚為 ～ 米，煤層 平均 厚度 為 米，為不可采煤層，與 5－ 1 煤層間距為 ～ 米，平均為 米 。頂板巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖以及細(xì)砂巖，底板巖性多為泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖?？刹蓞^(qū)位于礦區(qū)北部。 4 號(hào)煤組賦存于延安組中巖段，核實(shí)區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為二層，即 4－ 4－ 2 中 煤層。頂板巖性主要為砂質(zhì)泥巖、粉～粗砂巖，底板巖性為砂質(zhì)泥巖及泥巖。與3 號(hào)煤層間距為 米 。 2 號(hào)煤組賦存于延安組上巖段之中，含 2－ 2－ 2 煤層，核實(shí)區(qū)內(nèi) 2－ 1 煤層已全部被剝蝕， 2－ 2 煤層也遭受剝蝕，大部殘存。該巖段含煤系數(shù)為 %。下巖段中含煤 4～ 15 層，一般 8～ 11 層。中巖段地 層平均厚度為 米，其含煤系數(shù)為 14%； 6 號(hào)兩個(gè)煤組位于下巖段（ J1－ 2y1）。該巖段中含煤 2～ 8 層，一般 3～ 5 層。上巖段地層總厚度平均為 米，巖段含煤系數(shù) 11%；3～ 4 號(hào)兩個(gè)煤組位于中巖段（ J1－ 2y2）。上巖段中含煤 1～ 7 個(gè)分層，一般為 2～ 3 層。 依據(jù)延安組各巖段的環(huán)境及巖性特征、煤層自身的發(fā)育情況及 其 組合關(guān)系，將區(qū)內(nèi)煤層自上而下劃分為 6 五個(gè)煤組， 11 個(gè)分煤層。含可采煤層 6 層，可采煤層總厚度 ～ 米，平均 米。由于各煤層所處環(huán)境位置不同，致使各巖段煤層發(fā)育情況及含煤性亦各不相同。 煤層賦存情況 煤層 賦存特征 在 高西溝 露天 煤 礦境界范圍之內(nèi)，煤層近水平分布。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 礦床地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)位于銅匠川礦區(qū)東南部，其構(gòu)造特征和銅匠川礦區(qū)相一致，為一向 SW 傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾角 1～ 3176。 （ N2） 區(qū)內(nèi)零星賦存，主要巖性下部為灰色、棕黃色礫巖夾棕紅色砂巖，呈半膠結(jié)狀態(tài)，松散；上部為粉紅色砂質(zhì)粘土、亞砂土，含白云母碎片及鈣質(zhì)結(jié)核，該層不整合于老地層之上，厚度 ～ 米，平均 米。 ：（ J2Z） 該組地層巖性為一套雜色的細(xì)、中粒砂巖，泥質(zhì)或粘土質(zhì)膠結(jié)，較疏松，含有鐵質(zhì)結(jié)核和硅化木。 （ J1－ 2Y） 該組為本區(qū)主要含煤地層 ， 巖性主要為灰、灰白色砂巖及深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖和煤組成，該組地層的上部含煤性較好，發(fā)育的煤層厚度大，層位穩(wěn)定，本礦所采的 3－ 1煤層就位于延安組的中上部，下部含煤性也較好， 5－ 1 煤層厚度較大，平均 米，為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層，其它煤層為大部可采的較穩(wěn)定與不穩(wěn)定煤層。 礦區(qū)地震 依據(jù)“中國地震 動(dòng) 參數(shù)區(qū)劃圖” 得知：本區(qū)所處地域地震動(dòng)峰值加速度（ g）為 ，對(duì)照烈度為 7 度，據(jù)了解本區(qū)近年來未發(fā)生過地震。年降水量從西北向東南為 150 ～ 400 毫米，屬中溫帶半干旱、干旱大陸性季風(fēng)氣候。夏季較短 ， 綠草茵茵。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 礦區(qū)氣候特征 該地區(qū) 屬北溫帶大陸性氣候 ， 早晚溫差較大 ， 全年只有 100 天的無霜期。 由于煤礦所處位置地形切割嚴(yán)重，煤礦開采范圍內(nèi)有溝谷穿過，坡度較大，且有煤層露頭存在，山洪暴 發(fā)時(shí)，可能 會(huì)影響 煤礦 的正常 生產(chǎn) 。礦區(qū)主要充水分為二大段，其一是潛水的充水因素，其二是承壓水的充水因素。地下水的補(bǔ)給主要以側(cè)向補(bǔ)給為主。 礦區(qū)水文 潛水的補(bǔ)給方式是以垂向補(bǔ)給為主，在基巖覆蓋區(qū)，局部為側(cè)向補(bǔ)給。