【正文】 砂巖 ，據(jù)報告反映： 該煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。 3 號煤組賦存于延安組中巖段，區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為一單煤層，編號為 3－ 1 煤層， 層位穩(wěn)定，厚度較大，煤厚有一定的變化，煤厚為 ～ 米，平均 米，煤層結(jié)構(gòu)簡單，含夾矸 0～ 1 層，夾矸巖性為砂質(zhì)泥巖、泥巖、局部為粉砂巖，在區(qū)北部及東南部遭受剝蝕，致使煤層連續(xù)性變差，局部地段失去工業(yè)開采價值，為大部可采的較穩(wěn)定煤層。與 4－ 1 煤層間距為 ～ 米，平均 米 。其中，4－ 1 煤層區(qū)內(nèi)工程點多數(shù)見煤，煤厚為 ～ 米，平 均 米，煤厚由北向南呈變薄趨勢。該煤層結(jié)構(gòu)簡單，含夾矸 0～ 1 層，夾矸巖性為泥巖及粉砂巖，為大部可采的不穩(wěn)定煤層。與 4－ 2 中 煤層間距為 ～ 米，平均 米。 5 號 煤組位于延安組下巖段，核實區(qū)內(nèi)含煤二層，為 5－ 5－ 2 煤層。 5－ 2 煤層區(qū)內(nèi)大部發(fā)育，區(qū)內(nèi)工程點均不可采，局部地段尖滅，煤厚為 ～ 米，平均為 米，為不可采煤層，與 6－ 1 中煤層的間距為 ～ 米，平均為 米。 6－ 1 中 煤層基本全區(qū)可采，煤厚為～ 米，平均為 米，為較穩(wěn)定煤層，與 6－ 1 下 煤層的平均為 米。6－ 2 中 煤層全區(qū)發(fā)育，可采區(qū)位于礦區(qū)北部，平均 厚度 米，煤厚由北向南呈變薄趨勢，至 130 號孔尖滅。 6－ 2 下 煤層位于延安組下巖段的下部，區(qū)內(nèi)零星發(fā)育，平均為 米，為零星可采煤層。呈細條帶～寬條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，參差及階梯狀斷口。各煤層均致密堅硬，容畢業(yè)設計說明書 7 重為 左右。 表 煤層 特征 表 煤層編號 容重 t/m3 平均厚度 m 2－ 2 3－ 1 4－ 1 5－ 1 6－ 2 中 6－ 2 下 此礦煤 的 燃點 在 300℃左右。絲炭含量高是本區(qū)煤的一個主要特點。 該區(qū)地下水的補給、逕流、排泄條件，三者相互依存，條件簡單。其次是以裂隙為主的承壓水。 地下 潛水的補給條件：銅匠川詳查區(qū)的水文地質(zhì)條件與區(qū)域水文地質(zhì)條件相一致。潛水分兩種形 式補給，一是受大氣降水的直接補給，二是大氣降水的間接補給。因而，潛水的補給方式是以垂向補給為主，在基巖覆蓋區(qū)，局部為側(cè)向補給。地下水的補給主要以側(cè)向補給為主。 第四系松散層潛水逕流，決定于地貌形態(tài)及地表的植被多少，而基巖潛水的逕流，決定于裂隙的發(fā)育程度，分布于裂隙發(fā)育密集處，上覆巖層透水性好的 部位，基巖潛水流經(jīng)路徑長，不完全按照地表形態(tài)流動，地下水流具有一定的方向性。含水層分布較為分散，逕流條件差，地下水的運移速度慢，逕流好、地下水流集中的部位，往往在含水巖性突變處，承壓含水層地下水運移的方向受井田構(gòu)造控制，大體為東偏北向西偏南方向運移，但逕流速度小，水力聯(lián)系差，形成一個層狀分布的逕流體系。承壓水的運 移，主要受地質(zhì)構(gòu)造的控制。因而在區(qū)內(nèi)的西 北部，巖性變化急劇處及一些巖層轉(zhuǎn)折的凹地，為本區(qū)的承壓水排泄點。大量積水會降低穿孔速度，給裝藥帶來不便。 高西溝露天煤礦地處干旱地區(qū)，水文地質(zhì)條件簡單，對露天礦開采影響不大。但在開采深部煤層時，坑內(nèi)會出現(xiàn)積水。炮孔內(nèi)存有積水 時，爆破時采取防水措施，或者采用 抗水的乳化炸藥。 主要可采煤層 5－ 1 層位穩(wěn)定，對比可靠，全區(qū)可采，故煤層穩(wěn)定程度確定為穩(wěn)定類型。其它可采煤層均為不穩(wěn)定煤層。 由于勘查面積較大，煤層在局部范圍內(nèi)十分穩(wěn)定，但在大 區(qū)內(nèi)煤層的厚度呈一 定的變化趨勢，煤層的穩(wěn)定類型最高為較穩(wěn)定型，勘探類型為一類二型。較穩(wěn)定煤層以 1000 1000 米的網(wǎng)度圈定 B 級儲量，以 2021 2021米的網(wǎng)度圈定 C 級儲量，大于此網(wǎng)度圈定 D 級儲量。其精度高，誤差小，計算結(jié)果可靠。煤層中夾矸厚度等于或大于煤層最低可采厚度時，煤分層分別視為獨立煤層分別估算資源儲量，夾矸厚度小于煤層最低可采厚度，且煤分層厚度均等于或大于夾矸厚度時，將上下煤層厚度相加，作為采用厚度。利用煤層的偽厚度估算資源儲量。 表 地質(zhì) 儲量表 煤層編號 儲量（萬噸） 2－ 2 83 3－ 1 1083 4－ 1 379 5－ 1 2021 6－ 2 中 277 6－ 2 下 262 合計 4102 畢業(yè)設計說明書 10 第三章 露天礦合理幫坡 角 確定 礦區(qū)工程地質(zhì) 特征 礦 區(qū)第四系松散層覆蓋面積廣，厚度 一般 為 米 。 從 試驗成果可知， 松 散層比重為 ；滲透系數(shù)為 10－ 3m/s，不均勻系數(shù)為 ，含水量為 %；孔隙度為 39%，天然休止角在干燥狀態(tài)為 40 度，含水狀態(tài)為30 度。個別巖層遇水易軟化。 巖石性質(zhì) 巖體力學性質(zhì) 根據(jù)測試結(jié)果，將巖石分為三類 ：砂巖類、粉砂巖、泥巖類。 砂巖類 巖石力學性質(zhì)：容重一般為 /cm3。凝聚力為～ 。 抗壓強度一般為 兆帕，屬硬～特硬級。其它各項指標近于砂巖類。 泥巖類 巖石： 容重一般為 g/cm3。而泥巖類的軟化系數(shù)為 ，為遇水易軟化的巖層。 煤巖石力學性質(zhì)：容重一般為 g/cm3。抗壓強度為～ 26. 2 兆帕，一般為 兆帕，屬硬巖級。 區(qū)內(nèi)軟巖層～粘土巖層及砂質(zhì)粘土巖層分布較少，且很快相變?yōu)槟鄮r、砂質(zhì)泥巖類。所以在開采 3－ 1 號煤時，底部進水后易 軟化，對 邊坡穩(wěn)定性 不利。 區(qū)內(nèi)巖層的橫向變化大，根據(jù)不同的部位，不同的巖性應予以區(qū)別對待。 3－ 1 號煤底板的粘土巖，吸水后使巖石軟化為粘土質(zhì)的軟泥，對 邊坡穩(wěn)定不利。 基巖大都屬硬～特硬級巖層，利于邊坡維護，可以適當加大邊坡角，減少剝巖量。 區(qū)內(nèi)軟巖層～粘土巖層及砂質(zhì)粘土巖層分布較少，但是會很快相變?yōu)槟鄮r、砂質(zhì)泥巖類，需做好防護工作，防止出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。 采掘場的邊坡穩(wěn)定 取決于巖體的強度，巖體的強度與巖塊的強度和節(jié)理的密度有關(guān)。結(jié)合此 礦床的工程地質(zhì)特征，選取露天礦 最終 幫坡角為 36176。 根據(jù)礦山規(guī)模， 選用斗容為 ，最大挖掘 高度 米， 參考采礦設計手冊及類似礦山設計資料， 初步確定階段高度 8～ 10 米。 采掘場邊坡上部黃土 層厚度較小 ，因此 對于 黃土邊坡 不進行 單獨設計。 制定滑坡防止措施 由于高西溝 露天煤礦地處干旱地區(qū)，地下水缺乏，年降水量少。經(jīng)過分析，影響采場邊坡穩(wěn)定性的主要因素是爆破震動。 礦 山生產(chǎn)實踐證明，不正確的爆破對到界邊坡穩(wěn)定性的影響尤為嚴重。主要 采用 微差爆破 技術(shù)。同時加強對邊坡穩(wěn)定性的監(jiān)測，隨時了解邊坡的穩(wěn)定性情況。 畢業(yè)設計說明書 12 第四章 露天開采境界 開采境界的確定 開采境界影響因素 開采境界的確定，影響因素很多，歸納起來可分為三類： 自然因素：包括 煤層 埋藏條件， 煤層 和圍巖性質(zhì)，地形、 地貌， 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等 。 經(jīng)濟因素：包括基建投資，基建時間和達產(chǎn)時間， 煤炭 的開采成本和銷售價格，開采過程中 資源 的 回收率 及國民經(jīng)濟發(fā)展需要等 。 開采境界確定原則 ，即采用的境界剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比； ，盡可能把較多的礦石圈定在露天開采境界之內(nèi)，發(fā)揮露天開采的優(yōu)越性 ； 角 應等于露天邊坡穩(wěn)定所允許的角度，保證露天采場的安全生產(chǎn) ； ，服務年限太長時，應按礦山一般服務年限確定露天開采深度 ； ，礦體上部覆蓋層較厚或地形復雜時，境界剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比，還用平均剝采比進行校核 ； 、剝采比很小的 礦床，有時應根據(jù)勘探程度及服務年限確定露天開采境界，而不應按經(jīng)濟合理剝采比計算 ； 、構(gòu)筑物、河流和鐵路干線需保護或難于遷移至露天采場影響范圍以外 時， 可適當縮小露天開采境界。 開采境界的確定 在高西溝露天煤礦勘察范圍之內(nèi) ，煤層 厚度變化小， 近水平分布， 傾角小，賦存狀態(tài)穩(wěn)定。所以，在采礦權(quán)范圍之內(nèi)， 若開采各煤層的境界剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比，就 可以 劃在 境界范圍之內(nèi) 。 由 地質(zhì)報告可知，煤層 近 水平賦存，其煤層厚度和 相鄰煤層的 間距總結(jié)如下： 表 煤層賦存 特征 表 煤層編號 煤層厚度（ m） 煤層間距 (m) 說明 2－ 2 地面有露頭 3－ 1 4－ 1 4－ 2 局部可采 5－ 1 露天開采 主采煤層全層可采 5－ 2 不可采煤層 6－ 1 中 不適合露天開采 6－ 1 下 不可采煤層 6－ 2 中 不適合露天開采煤層 畢業(yè)設計說明書 14 6－ 2 下 不適合露天開采 由煤層賦存狀況可知，該礦主采煤層為 5－ 1 煤層。 覆蓋 層 的地方多為獨立山包，所以 在 計算境界剝采比時， 境界剝采比與平均剝采比利用 nj≈ np 的關(guān)系。 所以， 2－ 2 煤層適合露天開采。 3－ 1 煤層： 煤層平均厚度為 ，與 2－ 2 煤層平均間距為 。 第一，考慮 3－ 1 煤層 上部賦存有 22 煤層。 hn 22 1j ?????? m3/t （ 43） nj ≤ njh （ 44） 露天開采的經(jīng)濟效果大于地下開采，可以劃到開采境界之內(nèi)。 此時 nj≥ njh,需綜合考慮 3－ 1 煤層 其下部煤層的開采經(jīng)濟效 果。與 3－ 1 煤層平均間距分別為 和 。 畢業(yè)設計說明書 15 5－ 1 煤層： 煤層平均厚度 ，與 4－ 2 煤層平均間距 。 所以， 確定高西溝露天礦的境界 范圍為 采礦權(quán)全部范圍。 預計采用單斗卡車開采工藝，參考設計資料，高西溝露天煤礦最小底寬約 20m，邊坡角 36176。 露天礦地表境界及底部境界圈定范圍如 圖 。如圖 。由圖可知，開采到 116m 深度畢業(yè)設計說明書 17 的時候剝采比最小，開采到以后煤層的剝采比均大于 10m3/t，采用露天開采不合理。 5－ 1 煤層以下的各煤層轉(zhuǎn)為地下開采。 露天采場內(nèi)的剝離量、煤量及損失率的計算 露天采場內(nèi) 剝離量的計算 在露天采場境界范圍之內(nèi)， 由上至下 有 2－ 3－ 4－ 4－ 5－ 1 五層煤層。由煤層底板等高線圖和地形圖推算 出， 2－ 2煤層上覆巖層平均厚度約 15m。所以， 2－ 2 煤層上覆巖土層的剝離量為： HSQ ?? （ 47） 式中 ： S—— 巖層 的 覆蓋 面積； H—— 巖層 平均 厚度； 46 ???? m3。覆蓋面積 km2。 3－ 1 煤層與 4－ 1 煤層之間的巖石平均為 ，覆蓋面積為 km2。 4－ 1 煤層與 4－ 2 煤層之間的巖石平均厚度為 ，覆蓋面積為 km2。 4－ 2 煤層與 5－ 1 煤層之間的巖石平均厚度 為 ，覆蓋面積為 km2。 綜上所述， 露天采場內(nèi)總的剝離量為 為： 畢業(yè)設計說明書 18 ++++=20486 104m3。 。 3－ 1 煤層坡面到礦區(qū)范圍的平均水平距離 a=28m，煤層平均厚度 b=，采場范圍內(nèi)的周長 L=5068m，煤層平均容重γ =。 4－ 1 煤層的坡面到礦區(qū)范圍的水平距離 a=66m，煤層平均厚度 b=，采場范圍內(nèi)的周長 L=3802m，煤層平均容重γ =。則 5－ 1 煤層的壓煤量為： a b Lγ =98 6481 =4263364t = 104t。 在高西溝露天采場內(nèi)，可采煤層共四層，分別為 2－ 2 煤層、 3－ 1 煤層、 4－ 1 煤層和 5－ 1 煤層。 單位：萬噸 表 煤量計算結(jié) 果表 煤層 編號 地質(zhì)儲 量 儲量級別 可信度系數(shù) 工業(yè)儲量 邊坡壓煤量 22 83 333 0 31 495 588 122b 333 1 495 63 41 397 333 49 51 2021 122b 1 2021 426 合計 3563 — — 538 畢業(yè)設計說明書 19 露天采場內(nèi) 回采率 、 可采儲量 及平均剝采比 露天采場內(nèi)設計回采率為 95%。 ? ? ???? ygk Q （ 48） 式中： Qk—— 可采儲量，萬噸； Qg—— 工業(yè)儲量，萬噸； η —— 回采率。 露天采場內(nèi)平均剝采比 為總剝離量與可采儲量之比。 畢業(yè)設計說明書 20 第五章 礦田開拓 開拓方案的比較與確定 開拓方案選擇的主要原則及 影響因素 選擇開拓方式的主要原則主要有：要求 礦山基建時間短，早投產(chǎn)，早達產(chǎn)；生產(chǎn)工藝簡單，可靠，技術(shù)上先進；初期剝采比小，提高初期生產(chǎn)效益；基建投資小，尤其是初期投資要小 ， 生產(chǎn)經(jīng)營費低 ； 盡量少占良田，少占耕地，不搬遷村莊。 影響露天礦開拓方案選擇的主要因素有三方面：自然地質(zhì)條件，即地形、礦床地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣候等。經(jīng)濟因素，即礦山建設投資，礦山生產(chǎn)成本及勞動生產(chǎn)率等。 開拓方案 的比較與確定 露天礦的開拓方法有：公路開拓、鐵路開拓、帶式輸送機道開拓、平硐溜井開拓、提