[发明专利]一种露天煤矿内排土场压脚挂帮并行建设方法

说明书

本发明提供一种露天煤矿内排土场压脚挂帮并行建设方法，包括：(1)对露天煤矿采场到界边坡进行稳定性评价，若稳定性系数大于内排土场的安全储备系数K时，执行步骤(2)；否则，执行步骤(3)；(2)实施挂帮排土，自下而上依次确定各个挂帮排土台阶的最优平盘宽度；(3)自下而上依次实施压脚排土，每完成一级压脚排土台阶，进行采场‑内排土场复合边坡二的稳定性评价，若复合边坡二的稳定性系数F_sn大于内排土场的安全储备系数K时，返回至步骤(2)；否则实施上一级压脚排土台阶，直至到达露天煤矿设计的最终排弃位置，形成内排土场压脚形态；(4)按照该露天煤矿的排土场平盘宽度继续排土。

技术领域

本发明属于露天矿开采技术领域，具体涉及一种露天煤矿内排土场压脚挂帮并行建设方法。

背景技术

内排土场是近水平、缓倾斜煤层露天开采的必然产物。我国一些大型露天煤矿如黑岱沟、抚顺东露天、伊敏、霍林河、安太堡、神华宝日希勒、胜利西二号、元宝山、安家岭、哈尔乌素等露天煤矿均设计了内排土场，内排土场的数量和规模逐年增大。内排土场与采场外排放剥离物的外排比，具有运距短、少占农田、维护环境、简化生产管理工作等优点，且充分并快速占据内排土场空间是降低矿山生产成本、提高效益最直接有效的途径。人们通常通过快速降深、调整排土工艺、增大排弃标高或高段排土等方式扩大排土容量。这种传统的设计方法要求剥采工程降深至坑底后按照正常的平盘参数及安全要求自下而上排土，往往在初期损失了大量的内排空间，内排土场建设严重滞后，严重恶化了露天矿的初期经济效益。显然，内排土场形态及建设发展程序优化研究至关重要。因此，迫切需要提出一种露天煤矿内排土场快速建设方法，填补在内排土场形态设计与稳定性分析研究方面的不足。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种露天煤矿内排土场压脚挂帮并行建设方法，本方法可构筑有利于边坡稳定的内排土场空间形态，并尽早实现内排，缩短排土场建设周期，以及有效提高内排土场容量。本发明的技术方案为：

一种露天煤矿内排土场压脚挂帮并行建设方法，包括以下步骤：

(1)对露天煤矿采场到界边坡进行稳定性评价，若到界边坡稳定性系数大于内排土场的安全储备系数K时，执行步骤(2)；否则，执行步骤(3)；

(2)实施挂帮排土，自下而上依次确定各个挂帮排土台阶的最优平盘宽度，实施方法为：先使最下级挂帮排土台阶的平盘宽度为一定值，然后对该平盘宽度定值下的采场-内排土场复合边坡一的稳定性进行评价，若复合边坡一稳定性系数F_sN满足关系式|F_sN-K|≤0.01时，其中N为整数，表示挂帮排土台阶级数，最下级挂帮排土台阶对应N＝1，即当F_s1满足关系式|F_s1-K|≤0.01时，该平盘宽度定值即为最下级挂帮排土台阶的最优平盘宽度；否则，继续调整最下级平盘宽度直至满足所述关系式；然后进行上一级挂帮排土台阶的最优平盘宽度确定及排土，以此类推，直至到达露天煤矿设计的最终排弃位置，形成内排土场挂帮形态；

(3)自下而上依次实施压脚排土，并且每级压脚排土台阶平盘宽度均为该露天煤矿的排土场平盘宽度，每完成一级压脚排土台阶，对该级压脚排土台阶进行采场-内排土场复合边坡二的稳定性评价，若复合边坡二的稳定性系数F_sn大于内排土场的安全储备系数K时，返回至步骤(2)，其中n为整数，表示压脚排土台阶级数；否则实施上一级压脚排土台阶，直至到达露天煤矿设计的最终排弃位置，形成内排土场压脚形态；

(4)按照该露天煤矿的排土场平盘宽度继续排土。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：本发明从构筑有利于边坡稳定的内排土场空间形态，尽早实现内排，缩短排土场建设周期，有效提高内排土场容量的角度出发，基于极限平衡理论，提出了一种新的露天煤矿内排土场压脚挂帮并行建设方法，克服了以往工程界内排土场自下而上逐级建设时间长、浪费排土初期空间的不足，可用于同时从安全、建设时间、经济三方面优化设计内排土场动态发展过程中的形态。