平朔矿区矿界调整与开采优化方案研究

武懋

（中煤平朔集团有限公司，山西 朔州 036006）

平朔矿区矿界调整与开采优化方案研究

武懋

（中煤平朔集团有限公司，山西 朔州 036006）

通过对平朔东露天矿和安太堡露天矿的开采现状分析，就两矿矿界调整、采区互换、工作线长度优化等问题进行了研究，最终对矿界方案进行了优化，有效确保了两矿未来稳定、高效、低成本开采。

露天矿；矿界调整；开采优化

1 概况

平朔矿区露天矿群经过30年的开发导致芦子沟背斜东翼煤层倾角增大、矿群端帮煤柱不能有效回收、集约化开采难度加大、拆迁困难等问题，为了尽快合理解决以上存在的问题，目前迫切需要对平朔矿区露天矿群矿界和开采接续进行优化研究，以保障平朔公司露天矿近期的生存及长远的可持续发展，获得较好社会效益和经济效益。

2 矿界调整与优化方案研究

2.1 方案的提出

根据东露天和安太堡矿田范围、资源及外部制约条件，2个矿的接续方案设计主要从是否避开梨阳坡村、是否关闭北岭井工矿、是否互换采区等问题进行详细方案比选，并最终推荐出最优方案，针对上述问题，提出东露天矿与安太堡露天矿换界方案：即安太堡矿以其扩界区换取东露天矿的四五采区，东露天矿首采区沿原设计继续向西进入安太堡扩界区；安太堡矿沿当前工作面推进方向向东推进，到界后不转向，向东进入东露天矿四五采区进行开采。

2.2 方案分析

2.2.1 东露天矿矿界优化方案分析

将全矿田划分为3个采区，首采区绕开梨阳坡村、不保留北岭煤业，露天矿田北部西侧为二采区、东侧为三采区。依据采区划分结果确定的开采顺序是首采区→二采区→三采区，即沿首采区现状位置继续向前推进，至东露天西部境界后进入安太堡扩界区，开采完毕后重新拉沟进入二采区，工作线向北推进至北部境界，180°转向进入三采区至开采结束，采区划分及开采顺序如图1所示，各采区煤岩量见表1。

1）全内排时间。东露天目前已经实现部分内排，该方案实现全内排时间为2年后。设计内排排弃水平为+1 400 m水平，若内排排弃至+1 400 m水平，全部内排前，东露天煤矿总计外排量为207.92 Mm3，需要外排空间239.11 Mm3（最终松散系数按1.15计算），外排土场目前可排弃175.89 Mm3，无法满足，需要增加32.03 Mm3。

2）均衡剥采比。各期均衡剥采比分别为：n1=4.99 m3/t，T1=8.55 a；n2=5.92 m3/t，T2=9.98 a；n3=4.81 m3/t，T3=7.98 a。

3）煤岩量及剥采比。根据计算，该方案前10年剥采比为5.13 m3/t，前20年剥采比为5.49 m3/t，根据开采进度计划，前10年剥离量为1 025.00 Mm3，其中岩石为814.88 Mm3，松散层为210.13 Mm3，前20年剥离量为2 196.40 Mm3，其中岩石为 1 746.14 Mm3，松散层为450.26 Mm3。

4）生产成本。根据东露天煤矿的地质条件、优化的开拓运输系统、开采程序等对东露天煤矿生产前20年的直接生产成本进行了计算，结果见表2。

2.2.2 安太堡矿矿界优化方案分析

安太堡矿矿界优化调整后，开采包括东露天矿首采区南部区域资源及安家岭东北部被930E场地和炸药库场地占压的资源。安太堡矿向东开采，进入东露天矿田内需先解决过芦子沟背斜问题。过背斜时，因煤层倾角较大，露天矿无法实现内排，需要寻求较理想的外排位置；而此时工作线的长度又决定着外排量的大小。因此，本方案从过背斜时控制工作线长度入手，做出了工作线长度优化设计。

表1 本方案煤岩量关系

表2 东露天生产前20年直接成本估算

1）采区划分及开采顺序。将矿界优化后的安太堡矿划分2个采区：首采区和二采区，采区划分及开采顺序如图3所示。

图3 采区划分及开采顺序示意图

为寻求较优的工作线长度，本方案中将600、800、1 000、1 500 m 4种工作线长度的关键技术指标进行对比，以得到最优的工作线长度，得出具有最优技术经济指标的方案。

2）最优工作线长度计算。工作线长度缩短时，理论上采场剥采比随受南北端帮的影响变大而变大，但由于同时受到南部现状收帮采出的煤量剥采比很小的影响，采场的整体剥采比关系应经过计算来确定。同时受工作线长度变化的影响，首采区的剥采比也会有一定变化。分别计算600、800、1 000、1 500 m 4种工作线长度下的各剥采比。

由工作线长度与剥采比和规模能力的关系分析，工作线长度过短时则剥采比上升、规模能力大幅度下降，工作线长度过长则主要是剥采比变大且减小了可外排的空间。综合对比600、800、1 000、1500 m四种工作线长度的各项技术指标，设计推荐过背斜期间11煤采煤工作线长度取800 m。

3）方案规模计算及技术指标。设计推荐在过背斜期间，采场工作线长度缩短为800 m，过了背斜以后再恢复到正常工作线长度。受过背斜期间能力的限制，设计推荐生产规模为16.0 Mt/a。推荐方案过背斜期间的综合技术指标见表4。

表4 优化工作线长度各方案过背斜时技术指标

4）方案经济指标。经济指标计算方式与前方案一致。优化工作线长度后经济指标见表5。

表5 优化工作线长度推荐方案过背斜时经济指标

安太堡矿换界方案为工作线长度优化开采方案，即过芦子沟背斜时，安太堡工作线长度缩短为800 m，过背斜后工作线长度延长至正常工作线长度，同时在安太堡矿二采区内已征地范围内新设置一座临时外排土场。

3 优化方案分析

本方案位东露天矿避开梨阳坡村、关闭北岭煤业，安太堡矿推荐800 m工作线长度方案对两矿进行矿界优化。即东露天矿避开梨阳坡村，关闭北岭矿，首采区向西进入安太堡矿后备区；安太堡矿向东进入东露天矿田，过芦子沟背斜时，工作面南侧沿现状地表位置靠帮，加快北侧推进速度，开采过背斜后逐渐延长工作线至正常工作线长度。换界方案两矿采区划分及开采顺序示意图如图4。

4 结论

1）根据上述优化方案对两矿矿界调整后，东露天矿近20年的开采技术经济参数变化不大，但在优化了安太堡初期工作线长度，在其二采区已征地范围内布置临时排土场后，可提前内排并降低剥离运距和运输高差，大幅度降低前10年的生产成本。

图4 换界方案两矿采区划分及开采顺序示意图

2）两矿矿界优化开采，不但可以回收北岭煤业的资源量，还可多开采出两矿相邻处的压帮煤量、原露天不可采的边角煤及采矿权间的空白资源量。

3）矿界向东推进后，安太堡露天矿在过芦子沟背斜的前5年内，生产能力受限为16.0 Mt/a左右，但过芦子沟背斜后，随着工作线长度的展开，其生产能力可逐步提升至20.0 Mt/a，其生产规模得到提升，开采条件得到优化。

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【责任编辑：解连江】

Study on realm adjustment and mining optimization in Pingshuo mining area

WU Mao
(China Coal Pingshuo Group Co.,Ltd.,Shuozhou 036006,China)

Through analyzing the present mining situation of Pingshuo East Open-pit Mine and Antaibao Open-pit Mine,the article studies the mining area adjustment,the mining area exchange and the optimization of the working line length,finally ensures the stability,efficiency,low-cost development of the mines.

open-pit mine;realm adjustment;mining optimization

TD824

B

1671－9816（2017）04－0015－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.04.005

武懋.平朔矿区矿界调整与开采优化方案研究［J］.露天采矿技术，2017，32（4）：15-17.

2016-12-01

武 懋（1981—），男，山西朔州人，工程师，现为平朔集团设计研究中心露天室负责人，主要从事露天采矿工艺方向研究工作。