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某煤矿采区合理帮坡角及露天开采境界确定 　　摘 要：煤矿合理帮坡角及露天开采境界的确定：包括露天矿合理帮坡角的确定及滑坡的预防，圈定露天开采境界，确定采场内的有用矿石量和废石量，结合矿山发展和实际条件，确定最终开采深度，并进行清楚的叙述。 　　关键词：露天煤矿；边坡角；开除境界 　　矿区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗补连乡后补连村境内，东西宽约0.64公里，南北长约1.9公里，面积为1.22平方公里。 　　地理位置： 　　东经：109°56′04″ ～ 110°09′18″ 　　北纬： 39°13′18″ ～ 39°28′36″ 　　1 矿区工程地质特征 　　该区大地构造位置处于鄂尔多斯台向斜东胜隆起区之东南边缘地带，处于祁、吕、贺山字型构造体系的直地部分。区内基本构造形态为一向南西倾的单斜构造，岩层走向NW25°SE，倾角一般1～3°局部倾角增加到5～8°，其宽缓的波状起伏。区内褶皱、断裂不发育，仅在乌兰木伦庙西北有一正断层，走向NE47°，倾向NW，倾角76°，断距6m左右。 　　本区主要含煤地层为中下侏罗统延安组（J1-2y）在忽鸡图沟及乌兰木伦河两岸有零星露头，煤系地层主要岩性为灰、灰白色及深灰色的中细砂岩、砂质泥岩和煤组成。 　　本组岩石根据其组合特征，可将地层分为上，中，下三个岩段。 　　1.1 下岩段（J11-2y） 　　5号煤组顶板砂岩以下到延安组层界砂岩。该段岩性主要为灰色，灰白色细砂岩，砂质泥岩，粉砂岩，泥岩及5，6号煤组组成。 　　1.2 中岩段（J21-2y） 　　5号煤组顶板砂岩至3号煤组顶板砂岩底，岩性主要是由灰，深灰色粉岩，砂质泥岩3，4号煤组组成。 　　1.3 上岩段（J13-2y） 　　3号煤组顶板砂岩至延安组顶界。岩性主要是由灰，白色中细粒粉砂岩，粉砂岩，砂质泥岩，泥岩及2号煤组组成。 　　煤系地层上覆盖第三系和第四系松散层，露天区内松散层沙厚度一般为15m，最大为22m。 　　2 边坡合理帮坡角的确定 　　根据勘探报告提供的抗剪试验及有关参考资料，选取土岩计算指标如下： 　　表2.1 土岩计算指标表 　　■ 　　由于岩层比较平缓，根据地质构造及地貌特征，认为滑动面为切层滑动，可将滑动面视为圆弧???动，计算采用圆弧滑面计算法，分以下几种情况进行验算： 　　2.1 松散沙的计算 　　表2.2 松散沙计算指标 　　■ 　　从上述计算结果看，稳定系数均小于许用安全系数，且偏小，但由于确定的角度不大于其自然安息角36.5°-38.5°，故认为是稳定的。 　　2.2 岩石层边坡计算 　　计算的高度范围以煤层底板岩层上部覆盖层，取岩石层厚度为8米，求的综合平均物理力学指标为：凝聚力为13.7kg/cm2，内摩擦角为32°16′，容重为1.76kg/cm3。所以当岩层边坡角为35°，稳定系数F1为2.4。 　　假定没有弱层，边坡角是稳定的。 　　根据以上分析，确定表土层的帮坡角为35°，岩层为65°，煤层60°，最终帮坡角为35°。这样确定的帮坡的稳定性系数都较为合理，满足边坡稳定性要求。如图： 　　图2.1 最终帮坡角确定图 　　2.3 预防滑坡的措施 　　从前面计算的角度看，边坡是稳定的，但因缺主弱层的物理力学试验指标，因此不能下结论边坡一定稳定，在生产中如发现弱层存在，应采取相应措施。 　　在第四系松散层的工作台阶上，当雨季到来时台阶坡面会出现自然塌落，但随时用设备清理则可正常生产。另外，该区水系发达，对边坡的影响不容忽视。 　　3 确定经济合理剥采比及露天开采境界 　　3.1 确定露天开采境界的原则和方法 　　露天开采境界设计的主要原则： 　　⑴圈定的露天开采境界要保证露天采场内采出的矿石由盈利，即采用的境界剥采比不大于经济合理剥采比。 　　⑵要充分利用资源，尽可能把较多的矿石圈定在露天开采境界内，发挥露天开采的优越性。 　　⑶圈定的露天采矿场的帮坡角等于露天边坡稳定所允许的角度，以保证露天采矿场的安全。 　　⑷用经济合理剥采比圈定的露天开采范围很大，服务年限太长时，应按矿山一般服务年限确定初期露天开采深度。 　　⑸开采境界边缘附近有建筑物，、构筑物、河流和铁路干线需保护或难于迁移至露天采场影响范围以外可适当缩小露天开采境界。即境界剥采比不大于经济合理剥采比。 　　⑹依据设计规范，同时结合计算经济合理剥采比Njh=3.8m3/t。 　　3.2 确定露天开采境界 　　⑴东部：以乌兰木伦河西岸煤层冲刷边缘为界，地表以河岸外推50m为界 　　⑵南部：地表距补连沟岸边50m为界 　　⑶北部：以呼和乌素沟河岸向南外推50m为开采境界的北部境界。 　　⑷西部：以经济合理剥采比不小于境界剥采为原则，分别根据