抚顺西露天矿北帮恢复工程分析

夏寿亮，窦梓毓

（抚顺矿业集团有限责任公司东露天矿，辽宁抚顺113003）

抚顺西露天矿北帮恢复工程分析

夏寿亮，窦梓毓

（抚顺矿业集团有限责任公司东露天矿，辽宁抚顺113003）

针对抚顺西露天矿北帮恢复工程作业过程，从经济和技术的角度对北帮恢复工程进行了分析和探讨，并提出了合适的施工方案。

露天矿；边坡；开采；防排水

0 引言

由于受“7.25”、“8.13”雨灾影响，抚顺矿业集团西露天矿北帮出现大面积滑坡现象，因此东露天矿通往14内排、12内排、28内排线路全部受损严重，出现排土场困难处境，影响富矿露出，对集团公司2个油厂的富矿供应造成一定影响。同时西露天东区开采工程也受到影响，由于12段站、14段站在灾害中受损，导致东区开采电铁采区线路及西露天东区开采汽车采区运输通路全部阻断，导致东部采区富矿和剥离物无法正常运输排弃，为解决东露天矿剥离任务及东区开采工程需尽快恢复14内排、12内排、28内排线路，减小对东露天矿的损失。

1 西露天矿开采现状

抚顺矿业集团东露天矿因上部采掘位置不足需进行征地，然而面临征地困难，上部采掘位置不能再向北侧采掘，严重影响东露天矿的生产任务，直接影响千金页岩油厂和坑口油厂的富矿供应。

要及时为尽早解决当前征地紧张的现状，保证千金油厂和坑口油厂的富矿供应量，不影响到2个页岩油厂的正常生产，计划对西露天矿北帮进行开采，前提是确保帮坡稳定性系数在安全规程范围内，对西露天矿进行东区开采，最大限度地在境界范围内采出富矿和煤炭资源[1]。

东区开采及时地解决了油母页岩的供应，使集团公司页岩油厂的富矿需求量得到的满足。东区开采结合东、西两露天矿共有的资源合作共同开发此工程，这样不仅能节省工程时间而且更能减少工程的剥离成本[2]。本着以低成本、高利润、保安全的思想方针进行重新开采，应尽量多的使用东、西露天矿现有的机械设备、开采技术对西露天矿北帮采掘。通过实际现状、方案对比、设计院设计，最终敲定利用现有成熟的单斗-铁道运输开采工艺进行采掘。虽然电铁运输矿山的开采接续要求较高，但是根据目前经济形势采用这种工艺还是最合理，效益最大的。通过方案比选，最终决定采用现有的单斗-铁道运输开采工艺进行采掘。

由于东区开采会阻碍东露天矿去往排土场的电铁线路，为使东露天矿绿色泥岩最大限度的运往西露天矿西端帮，西露天矿在13-14联线以下开采的过程中，剥离物可运往至西端帮下部排土场，利用北帮已有的汽车运输系统。因此西露天矿已形成上部电铁排土和西端帮下部汽车排土相结合的推进格局[3]。

在2016年7月25日和8月23日的雨灾中，抚顺矿业集团西露天矿北帮边坡在E600—E1300区间，-50 m水平以上区域造成大面积滑坡现象，在此次滑坡中激活了以前E800老滑落体，对西露天矿造成了严重的影响，不仅造成了经济损失，也给西露天矿的生产带来安全隐患，西露天矿北帮E800位置平面如图1。

图1 西露天矿北帮E800位置平面

2 北帮地质条件及边坡灾害

2.1 北帮地质条件

1）第四系表土层：第四系表土层与下部岩层不规则接触，厚5～30 m，平均厚度17.5 m，以砾石层主，粗砂、细砂、砂质粘土层主要分布在中部及上部。大气降水主要通过第四系表土层对西露天、计军屯组的地下水补给起到了很大作用，也是北帮台阶边坡内部水分的重要来源。

2）绿土岩石层。系西露天组（E2、F5）绿土岩石层系。绿土岩石层及泥灰岩层是抚顺矿田区域内与下伏岩层、老第三系最上层规则接触，厚120～530 m，平均厚度420 m，以绿土岩石为主，夹薄层状褐色页岩和浅绿色薄层泥灰岩，分布均匀，分布结构清晰，一般分布排序为上部黄绿色、中部深绿色，下部为浅绿色。

3）油母页岩层。该层岩石为褐色及暗褐色的层状分布，主要分布在油计军组（E2、F4）的油母页岩层系。其上部为富矿，下部接近煤层顶板处为贫矿。

4）煤层。在煤层中带有黑色煤质页岩，黑色、灰及灰褐色的页岩，其分布在古城子组（E2、F3）的基本含煤层。内部局部地区还含有琥珀。倾向北，倾角20°～40°，厚20～30 m，属中倾斜特厚煤层[4]。

2.2 北帮边坡灾害

西露天矿开采已经有100多年的历史，矿坑内岩石结构遭到不同程度的破坏，其中南侧边坡和北侧边坡岩石结构已经出现岩石结构松弛的状态，东区开采在重新动工前需要通过边坡技术人员对北侧边坡进行科学研究和论证，在边坡稳定系数达到安全范围内时才可以设计开采，在东区开采过程中一旦引发滑坡事故必定影响到抚顺市的居民生活，因此目前西露天矿的地质灾害会危机到抚顺市较近城区居民生活安全，如图2[5]。

图2 西露天矿E800位置剖面图

1）西露天矿北帮岩种以泥岩为主，岩石硬度系数本来就低，加之矿山开采带来的岩体构造遭到破坏，透水性较强，各种因素已经表明对北侧边坡促使地质灾害的发生。同时北侧边坡附近共有2个大断层F1和F1A断层，其他一小断层还存在很多。再经过强降雨的影响诱发了地质灾害的发生。

2）经过对北帮边坡研究进行稳定性数值分析验证出目前西露天矿边坡存在较大的塑性区。边坡表坡局部存在较大变形，F1A断层以南的白垩系地层和第三系煤系地层发生较大的地表沉陷变形，F1A断层以北的花岗片麻岩区域（断层上盘）变形量较小。随着井工开采的不断进行边坡塑性区将会越来越大，而花岗岩区的变形几乎不变。地表沉降位移增量呈增加的趋势。

3）西露天矿北帮台阶已经是到界台阶，其台阶都是并段高段台阶，经过这么多年的风吹日晒已经严重风化，岩体硬度强度较低，所以边坡稳定性较差，会造成地质变形、地面裂缝、地面沉降、坍塌等等地质灾害。在矿坑上部附近的居民区随时会遭受边坡危险。所以应对影响范围内的房宅、办公楼及公共设施，视变形情况而逐渐搬迁。

4）在现在的经济形势下，东区开采还要继续进行，灾后由于再次对北帮进行扩采，在开采过程中或采后会对边坡稳定性造成一定的影响，因此需派专人专项每天对北侧边坡进行巡查，另需专业地质人员定期对北侧滑落体进行放点检测，发现台阶、上部地表有裂缝时，要在第一时间设立提醒标识，并及时上报给领导。采区境界内非工作帮的帮坡角和坡面角一定要达到合理边坡稳定参数要求。在开采过程中穿孔爆破环节是省不掉的，应做好爆破设计，合理使用炸药量，起爆时要严格按照爆破震速要求控制震速，减小爆破震动对周边环境造成的影响，相应的减弱了向北的地震波强度[6]。

3 北帮恢复工程

在“7.25”、“8.13”雨灾中，抚顺矿业集团西露天矿北帮边坡受到很大影响，E600—E1300区间，-50 m水平以上区域造成大面积滑坡现象，此次滑坡不仅给西露天矿带来严重困难和经济损失，同时给东露天矿的生产接续造成麻烦。2个露天矿同时受损严重直接影响到抚矿集团千金页岩油厂和坑口油厂的富矿供应，导致页岩油厂的原油生产遭到前所未有的影响。

东露天矿在建矿时充分考虑利用现有资源，采掘系统采用原西露天矿退役的现有设备单斗-电铁系统，因东露天矿与西露天矿两矿距离较近，所以利用西露天矿采掘到界边帮进行科学回填，充分利用西露天矿的空间，也为东露天矿找外排土场省下不小一笔资金。东露天矿排土场共有2部分，包括东舍场外排土场和西露天矿排土场。其中西露天矿内排土场共为4个排土空间，分别为-36站排土场、14段排土场、12段排土场、28段排土场。然而-36站排土场排土空间已经不足，主要以14段排土场、12段排土场、28段排土场作业为主。西露天西区共8条电铁内排线全部运输中断，虽然通过地面运输恢复了上部28站配出的4条内排线，但因运距较远，数量较少仍然制约东露天矿的剥离生产，生产技术科人员根据自己所掌握的电铁运输排土知识深入研究，根据线路坡度要求，站场、线路通过能力需要，路基稳定情况及滑落体区域后期治理等因素进行周密设计，同时按设计组织施工，恢复了12站、14站及相应配出的内排线。然而雨灾后由于内排线路受损导致东露天矿排土场空间严重不足，无法满足正常生产的需要，东露天矿基本陷入停产状态，只靠外排土场东舍场排土场维持现状。

在紧急关头集团公司领导经过周密研讨最终决定先对14段排土场线路和12段排土场线路进行恢复作业。在恢复两个排土场线路设计初期，设计人员多次查看现场，充分结合现场实际情况进行设计，尽可能在不动滑落体及满足铁道线路正常的行车坡度的前提下进行设计线路。利用西露天矿汽车工艺将滑落体两侧空缺部分进行合理回填土方，其中14段排土场滑落体两侧回填土方8.3万m3，拆铁道2.1 km，滑落体区域清理装运土方6.6万m3，直接推土13.4万m3，铺设铁道5.4 km，铺设一组道口。根据道口使用及线路维修，滑落体以东为正架线，为了后期隐患治理，滑落体处为旁架线。12段排土场为了确保线路不超坡，拆铁道2.4 km，滑落体两侧回填土方8.7万m3，滑落体处清理土方5.6万m3，铺设铁道5.1 km，为了二次清理滑落体及施工方便全部设为旁架线。

为了提高工作效率，并保证线路稳定，需对滑落体区域进行后期改造、设计，占用12内排线利用挖沟机装电铁，采掘滑落体11万m3土方；采掘14段滑落体16万m3土方，回填5万m3土方（或挖沟机汽车）；把14西信改为12西信。继续使滑落体减重，更趋于稳定，并且使内排线配置更合理，12内排3条，14内排2条，减少运距，减少14段等进时间，以达到提高工作效率的目的[7]。

4 防排水系统

1）全力解决北侧边坡滑落体上侧地表水的疏导。西露天矿北帮在几十年的时间里通过反复的修改、不断的发展，已经建立了一个完整的防排水系统。由于E800—E1400发生滑落，应随时对大气降雨、冬季的冰雪融化或者夏季的汛期地面流水做到及时疏导、拦截、收集，排放等工作。防止地面流水进入滑落体内，对滑落体再次造成软化，影响边坡稳定。

2）在雨季加强值班值宿工作。做好本单位区域内降雨量的监测工作，为防水排水工作提供基础数据。采场应安排专人对各台阶的防排水沟渠进行看护，每天派专人对现场进行巡查水沟渠是否畅通，在此期间一旦发现水沟渠被堵塞，要第一时间进行处理，如果以个人的力量无法进行处理，要第一时间上报相关管理人员进行处理。为了减少对采场的影响，一定要保证防、排水系统的正常疏通，保证采场周围防排水沟渠的畅通，避免堵塞，影响排水[8]。

5 结语

西露天矿是一座历史悠久的文明矿区，服务年限已经达到102 a。虽然西露天矿是一座处于“老龄化”矿山，局部地区边坡出现滑坡现象，但是在整个能源市场经济下滑的形势下依然生机盎然创造有效的企业经济效益，为集团公司和西露天矿发展做出贡献。

［1］高波，薛喜坤，赵冬子.抚顺西露天矿东区开采长远规划［J］.煤矿安全，2015（11）：81-84.

［2］李惠发.抚顺西露天矿北帮扩采油母页岩富矿的研究［J］.露天采矿技术，2014（11）：10-12.

［3］韩放.抚顺西露天矿的回顾与前瞻［J］.中国煤炭，1996（10）：39－41．

［4］王永胜，郭静芸，董高峰，等.辽宁抚顺西露天矿北帮边坡稳定性分析及变形分区［J］.中国地质灾害与防治学报，2012（12）：86-93．

［5］陈鹏，陈鹏飞.露天矿排土场边坡稳定性分析［J］.辽宁工程技术大学学报(自然科学版)，2010（12）：1028-1031.

［6］李焕忠，尹有德.抚顺东露天矿排土场边坡稳定性研究［J］.露天采矿技术，2013（7）：29-32.

［7］尹有德.抚顺西露天矿东区开采14段站移设工程［J］.露天采矿技术，2016（11）：16-18.

［8］窦梓毓，尹有德，夏寿亮，等.抚顺西露天矿东区开采形势分析［J］.露天采矿技术，2016（5）：31-33.

【责任编辑：解连江】

Analysis on north slope restoration project in Fushun West Open-pit Mine

XIA Shouliang,DOU Ziyu
(East Open-pit Mine,Fushun Mining Group Co.,Ltd.,Fushun113003,China)

Aiming at the operation process of north slope restoration project in Fushun West Open-pit Mine,the article analyzes and discusses the restoration project of north slope from the angle of economy and technology,and puts forward the suitable construction scheme.

open-pit mine;slope;mining;waterproof and drainage

TD824.7

B

1671－9816（2017）08－0014－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.08.004

夏寿亮，窦梓毓.抚顺西露天矿北帮恢复工程分析［J］.露天采矿技术，2017，32（8）：14-17.

2017-03-04

夏寿亮（1969—），男，辽宁抚顺人，高级工程师，毕业于辽宁工程技术大学露天采矿专业，现任抚顺东露天矿生产技术科科长。