胜利煤矿

胜利煤矿（共3篇）

胜利煤矿 篇1

0 引言

胜利一号露天煤矿位于胜利煤田中西部, 面积为37.14 km2, 地势平坦, 煤层倾角近水平, 一般为3～5°。 该露天煤矿南北长约1.8 km, 东西宽约0.9 km, 采坑面积约1.62 km2。现开采深度为930～940水平, 开采煤层为5煤层, 已形成50～60 m高的帮坡。根据开采计划, 露天煤矿6煤层出露, 向深部开挖90 m, 形成的边坡高度将达到150 m, 开采6煤层时, 边坡最大高度将增加到200 m。 如不及时对现有边坡进行治理, 进行试验段的全面、系统研究, 提出必要的、切实可行的防治对策, 露天煤矿的生产将难以顺利进行, 生产安全难以保障。为此, 针对胜利露天煤矿的滑坡现状, 研究滑坡防治技术、制定适合的防治方案, 解决现存的和可能进一步恶化的边坡失稳问题, 成为胜利露天煤矿的当务之急。

1 露天煤矿滑坡形成的内在因素

滑坡机理是一定地质结构条件下的斜坡在各种因素作用下从稳定状态变化到失稳滑动, 再达到新的稳定状态或永久状态 (死亡) 整个过程动态变化的物理力学本质和规律[1]。王恭先等人将滑坡的成因归结为形成条件和诱发因素2个方面[2]。形成条件是指先期存在于斜坡体内相对稳定的不会有急剧变化的斜坡体固有的地质特征, 包括地层岩性、地质构造、地貌特征和水文地质条件等。诱发因素是指施加于斜坡体的相对不稳定的、可能发生急剧变化的非斜坡体固有的自然或人为因素, 例如大气降雨、河岸冲刷、库水位升降、地震等自然因素, 以及开挖坡脚、坡顶加载、采空塌陷、工农业及生活用水渗透、破坏植被、爆破作业等人为因素。滑坡的形成必经历一定过程, 滑坡机理则研究该过程中动态变化的物理力学本质和规律性, 因此, 滑坡机理和滑坡成因是相互联系的。

1.1 地形地貌对滑坡的影响

边坡地貌特征决定了边坡内部应力状态及地表径流特征, 特别是坡形、坡度与滑坡关系密切, 是决定滑坡动力大小的主要因素。一般说来, 地形起伏和缓、坡度不大的边坡, 大多是比较稳定的;而高陡边坡, 常使边坡上的软弱面处于临空状态, 使边坡上部土体处于不稳定状态, 容易产生滑坡。一般在前沿开阔的边坡是易发生滑坡的地貌部位, 坡度大于 10°小于45°, 下陡、中缓、上陡, 上部呈环状的坡形是产生滑坡的有利地形[3]。

1.2 地层岩性对滑坡的影响

胜利露天煤矿的边坡由松散土层和基岩层组成, 松散土层和基岩层的性质、特点与滑坡形成密切相关。松散土层为第四系粉质粘土岩组且全部覆盖矿区, 局部为第三系粘土;基岩层为白垩系砂泥岩互层。煤炭科学研究总院西安分院对岩土体物理力学指标进行了试验研究[4], 为边坡稳定性评价和设计提供了参考依据。结合试验数据对地层岩性的分析如下:

(1) 松散土层特点

① 灰白、浅黄色粉砂细砂为主, 级配较差, 底部夹薄层粘土, 砂砾层;

② 土质不均匀, 常存在粘土等夹层;

③ 松散层结构松软, 抗变形能力低、抗剪切强度低, 与基岩相比属于软弱层;

④ 抗剪、抗压强度对水具有敏感性;

⑤ 整体结构疏松, 干重度小, 孔隙度大。

(2) 基岩层特点:

① 主要由泥岩、砂岩互层组成, 泥岩为主, 泥岩成分以粘土矿物为主;

② 泥岩和砂岩抗剪、抗压强度一般很低, 遇水更低, 极易形成弱层;

③ 软化系数低, 表明岩石耐风化和耐水浸程度差;

④ 饱和情况下变形指标泊松比降低, 抵抗变形能力下降;

⑤ 煤层顶底板的泥岩或炭质泥岩由于与含水层接触遇水软化而形成软弱层。

(3) 边坡地层中砂岩和泥岩岩石力学参数分析

露天煤矿边坡地层主要由砂岩、泥岩组成, 分别对其主要力学参数即单轴饱和抗压强度Rc、粘聚力C及内摩擦角φ随深度的变化进行统计分析。

① 单轴饱和抗压强度Rc与深度的关系如图1所示。

② 粘聚力C与深度的关系如图2所示。

③ 内摩擦角φ与深度的关系如图3所示。

从图1～3可看出:

① 泥岩和砂岩的单轴饱和抗压强度Rc的标准值均小于2 MPa, 根据岩土工程勘察规范划分标准为极软岩体;泥岩和砂岩的单轴饱和抗压强度Rc与深度的关系呈非相关型, 且砂岩的单轴饱和抗压强度Rc的标准值随深度变化的离散性大于泥岩, 砂岩的单轴饱和抗压强度Rc略大于泥岩。

② 泥岩和砂岩的粘聚力C的标准值均小于2.5 MPa;泥岩和砂岩的粘聚力C与深度的关系呈非相关型, 砂岩的粘聚力C的标准值比泥岩稍高。

③ 泥岩和砂岩的内摩擦角φ的标准值在23～42°之间;泥岩和砂岩的内摩擦角φ与深度的关系呈非相关型, 砂岩的内摩擦角φ的标准值比泥岩稍高。

1.3 地质构造对滑坡的影响

除了岩土体岩性、结构和坡体结构条件, 地质构造也是形成滑坡的重要条件。一般来说, 松散层滑坡、基岩接触面滑坡受地质构造的影响较小, 顺层或切层滑坡受地质构造的影响较大。地质构造造成的岩体结构破碎、节理和裂隙发育、小断层活动等对滑坡的滑动面起控制作用:

(1) 构造运动作用形成的向斜。露天煤矿处于大的向斜构造区内, 开挖深度大导致构造应力也较大, 应力集中也可能很大, 不利于边坡的稳定;

(2) 构造运动造成地质体中出现众多的软弱结构面断裂、节理、裂隙、不整合面等现象。新构造运动又改造着这些软弱结构面、地质构造面的产状, 同时, 这些面常有较高的粘粒含量, 易积水, 使边坡潜在着不稳定性;

(3) 这些软弱结构面、地质构造面限制、控制了滑坡滑动面的空间位置及滑坡范围;

(4) 从某种意义上讲, 富水区滑坡多;贫水区滑坡少, 而地质构造常常决定着滑坡区地下水类型、分布和运动规律。

1.4 软弱层对滑坡的影响

边坡下伏基岩顶部风化剥蚀带或其内部软弱夹层在水的作用下会软化、泥化, 抗剪强度降低, 最终, 当下滑力大于抗滑力时, 边坡便失稳滑动。可以说软弱结构面控制着边坡的整体稳定性。胜利露天煤矿边坡岩体内存在的软弱结构面大致有:第四系松散层中的软弱夹层;第四系松散层与砂泥岩之间、砂泥岩与煤层之间的层间接触面 (带) ;煤系地层在周期性、韵律性沉积过程中形成的成分不同的含薄夹层、褐煤层。

2 露天煤矿产生滑坡的诱发因素

2.1 水对露天煤矿滑坡的影响作用

水对滑坡的影响作用[5]主要有物理作用、化学作用和力学作用。水的物理、化学作用改变了滑坡体的结构, 从而改变了该滑坡体的 C与φ值;水的力学作用 (静水压力和动水压力) 减小了抗滑力, 降低了滑坡体和滑面的强度, 易产生滑坡。

胜利露天矿区属半干旱草原气候, 年平均降水量为294.74 mm, 蒸发量是降雨量的6倍, 正常降雨对边坡稳定性影响不大。6～8月为雨季, 占全年降水量的71 %, 这种降雨的集中性对边坡稳定性是很不利的。因此, 该矿区大气降水主要指暴雨和长历时降雨这2种异常降水情况。降水对边坡稳定性造成以下影响:

(1) 降水沿节理、裂缝下渗, 或充填裂缝, 增加坡体内的静、动水压力;

(2) 降水渗至隔水层富集, 产生浮托力;

(3) 降水停留在土体孔隙中, 形成孔隙水压力;

(4) 软化斜坡土体, 降低土体强度;

(5) 降水使坡体含水量升高, 导致坡体自重增加, 增大滑坡下滑分力。

2.2 地震对露天煤矿滑坡的影响

地震达到一定烈度后会造成滑坡灾害, 随着地震强度的增高越发明显, 地震作用对边坡的破坏影响主要表现:直接破坏岩土结构, 降低岩土体内颗粒之间的固有联结力;引起坡体中粉细砂层、饱和松散土层液化, 发生流动; 增加坡体下滑动力。

2.3 人为作用对露天煤矿滑坡的影响

人为作用主要包括爆破、机械振动、切坡和加载等。煤矿开采过程中开挖切坡与运输加载, 致使斜坡产生变形破坏, 乃至失稳滑动, 主要包括以下2个方面:

(1) 前缘切坡削弱阻滑力:切坡改变了边坡固有的自然状态, 减少了保持坡体稳定的抗滑段。斜坡前部失稳破坏, 坡体应力在坡脚处集中, 斜坡后部在卸荷作用下而产生拉张裂缝, 致使坡体分级或整体滑动。

(2) 后缘加载增大滑动力:加载同样可改变坡体应力状态, 使斜坡坡体下滑力增加, 促使斜坡失稳滑动。

2.4 土冻结 (融化) 对露天煤矿边坡的破坏作用

对稳定的边坡来说, 地表土层的冻结和融化几乎不造成边坡稳定的不利影响。但对于不稳定的边坡 (具有软弱滑带的边坡) 即滑坡, 地表土层的冻结和融化对滑坡稳定性极其不利, 主要表现在以下3个方面:

(1) 表层冻土阻止雪及表层水的寒季下渗似乎对坡体稳定性有利, 但边坡表面常不平顺, 融化期坡面积雪 (水) 不能顺畅排出而形成集中下渗, 对坡体稳定性不利;

(2) 斜坡表面、地下水出口 (或滑坡出口) 处的冻土, 因具有很差的渗透性, 似挡墙, 阻止坡体内地下水排出, 造成坡体内地下水位升高, 产生不利于坡体稳定的静水压力;

(3) 暖季表层冻土融化, 冻结期坡体内部积水均将从滑坡出口处排出, 产生的动水压力和出口处土体饱水软化作用, 都对滑坡稳定性极为不利。

3 结语

随着开采深度的不断增大, 胜利露天煤矿滑坡的危险性也逐步显现。本文根据胜利露天煤矿边坡现场勘探资料, 得出了滑破的发生与发展严格受地形、地层岩性和地质构造控制, 且主要受软弱带和降雨诱发的结论, 为进一步分析和评价胜利露天煤矿滑坡现象提供了基础研究。

摘要：针对胜利露天煤矿的滑坡现状, 分析了露天煤矿滑坡形成的内在因素, 即地形地貌、地层岩性、地质构造、软弱层对滑坡的影响, 阐述了露天煤矿产生滑坡的诱发因素, 即降水、地震和人为作用对滑坡的影响, 以及土冻结对露天煤矿边坡的破坏作用, 得出了滑破的发生与发展严格受地形、地层岩性和地质构造控制, 且主要受软弱带和降雨诱发的结论, 为进一步分析和评价胜利露天煤矿滑坡现象提供了基础研究。

关键词：露天煤矿,滑坡,边坡,稳定性

参考文献

[1]王恭先.滑坡机理概论[C]//铁道部科学研究院50周年论文集.北京:中国铁道出版社, 2000.

[2]王恭先.滑坡过程的力学分析[C]//滑坡文集 (第8集) .北京:中国铁道出版社, 1991.

[3]王念秦.黄土滑坡发育规律及其防治措施研究[D].成都:成都理工大学, 2004.

[4]煤炭科学研究总院西安分院.胜利一号露天煤矿边坡工程地质勘察报告[R].西安:煤炭科学研究总院西安分院, 2007.

[5]何满潮, 姚爱军.边坡岩体力学作用的研究[J].岩石力学与工程学报, 1998 (6) :662-666.

胜利煤矿 篇2

3月6日，全市地方煤矿2008年三月份安全例会在我公司召开，会议由市煤炭工业局崔晋宁副局长主持，市煤炭工业局刘俊文总工通报了全市地方煤矿复产复工情况，分析了当前煤矿的安全生产形势，对当前煤矿安全生产工作进行了具体安排，市煤炭工业局党组书记、局长赵晚畴出席会议并作了重要讲话。各县（市、区）煤炭工业局和市直有关单位主要领导、分管安全的领导，全市所有国有、二轻以及21万吨以上（含）乡镇煤矿矿长参加了会议。会议要求，各级、各单位要按照省政府2月27日安全生产电视电话会议精神和《晋城市地方煤矿安全隐患排查治理专项行动实施方案》要求，立即开展“隐患治理年”和“现场管理年”的各项活动，把握好“四个时段”，有重点、有侧重、有目的地开展隐患排查治理工作，实现隐患排查治理制度化、规范化和经常化，要围绕“牢记事故教训、促进安全生产”的主题，深入有效地开展“3.18”警示日各项活动，有力保障全市地方煤矿安全生产。

赵晚畴局长指出，全市地方煤矿安全生产工作要重点做到“六个四”，一是煤矿安全生产要理顺四个渠道（职工斡搿⑷褐诰俦ā踩度搿踩幕?lt;/B>。一是要相信职工、动员职工，构建参与平台，让职工积极主动参与到安全生产工作中来。二是要通过公开举报电话、设立举报信箱、网上举报等方式广泛接受社会各界举报。三是要多渠道增加安全投入，不断改善煤矿安全生产条件。四是要创建良好的安全人文氛围，强化安全文化理念，牢固树立“以人为本、生命至上”的安全理念。二是煤矿安全生产要紧紧扭住“四个责任不放”（实际控制人第一责任、矿长主要责任、职工基础责任、基层监管人员监管责任）。要严格落实实际控制人、煤矿“五长”的责任，严格执行值班和入井带班制度，及时发现并处理安全生产存在的问题。要不断提高职工的安全意识和安全技能，严打“三非”、严控“三超”、严防“三违”，加大责任追究力度，实现安全生产形势根本好转。三是煤矿安全生产要注重“四个基础管理”（安全工程帐户管理、设备监控管理、掘进头现场管理、ABC分类管理）。安全工程帐户要在提高全员覆盖面、落实奖惩兑现上下功夫，建立健全设备定期查验、检测、维护、保养和检修制度，积极推广先进技术装备和工艺，每个采掘工作面开工前必须编制作业规程，制定安全技术措施，煤矿技术负责人要到现场指挥和管理。3月底市局将对今年一季度C类矿井予以公告，各县（市、区）局要高度重视，严格考核，及时上报。与此同时，市局将在第二季度开始执

胜利煤矿 篇3

井下巷道掘进常用的手段是爆破作业, 特别在生产能力较小的矿井巷道掘进中, 爆破是主要手段。根据炮眼在巷道掘进断面上的位置不同, 以及其作用不同, 分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。掏槽眼是在一个自由面条件下起爆, 为其它炮眼创造自由面和空间的炮眼, 其爆破效果决定了其他炮眼的爆破效果, 很大程度上对巷道掘进进度、掘进工效和掘进成本都有直接影响, 因此, 掏槽爆破始终是巷道掘进爆破研究的重点。为了提高井巷掘进的爆破效果, 降低成本、加快掘进速度, 胜利煤矿对砂岩巷道掘进工作面爆破掏槽方式进行了研究与实践, 探索出了适合矿山特点的砂岩巷道掘进二次掏槽爆破方案, 有效解决了巷道掘进的难题。

2概况

胜利煤矿二采区运输巷, 掘进断面6.33m2, 全长400米, 布置于煤层底板弱含水的白色细砂岩层中。白色细砂岩的主要成分为石英砂粒, 硬度系数f为4~6, 孔隙发育, 具有收缩性, 属于难爆岩石。

由于该矿的白色细砂岩可爆性较差, 以及该岩层的含水性, 严重地影响了巷道的掘进速度和工程进度, 主要表现在:

(1) 打眼难, 耗时长, 掘进断面共布置1.5米深炮眼21个, 打眼时间4小时左右, 打眼工序占整个掘进工序的50%。

(2) 打眼材料消耗量大。矿山采用的凿岩设备主要是煤钻杆、煤钻头, 打一个1.5米深的钻孔, 需换4至5个钻头, 平均打完21个炮眼报废消耗一根钻杆。

(3) 装药量难控制。装药量少时经常出现爆不起的情况, 装药量大时又常常将支护崩倒;

(4) 炮眼利用率低, 爆破材料单耗高。炮眼深度1.5米, 实际平均一个循环进尺0.8米, 炮眼利用率仅为53%;炸药、雷管消耗量大, 且常出现拒爆现象。

3 一次掏槽爆破设计与效果

3.1 爆破设计概况

一次掏槽方式是极大多数情况采用的方式, 也是胜利煤矿长期以来巷道掘进采用的掏槽方式。掏槽方法根据巷道断面大小不同而不同, 断面小于4m2的巷道采用直孔掏槽, 大断面巷道采用斜孔掏槽。

胜利煤矿二采区运输巷掘进工作面爆破设计参数如下:

(1) 掏槽方式:直眼掏槽, 菱形掏槽。

(2) 炮孔深度及间距:掏槽眼深1.8m, 间距600mm, 辅助眼及周边眼深1.5米, 间距700~650mm。

(3) 炮孔直径40mm, 采用ZM15T手持式电煤钻钻凿炮孔。

(4) 炸药用2号煤矿许用硝铵炸药, 秒延期电雷管, 采用串联起爆网路。

(5) 炮孔装药结构, 掏槽眼采用反向装药, 辅助眼及周边眼采用正向装药。

3.2 爆破效果

巷道掘进断面6.33m2, 循环进尺0.8米, 每天三个循环, 日循环进尺2.4米, 月进度54米, 炮眼密度3.31个/m2, 炮眼利用率53%, 每循环爆破实体岩石5.06m3, 每循环炸药消耗量14.4公斤, 每循环雷管消耗量21个, 每米巷道炸药消耗量18公斤, 每米巷道雷管消耗量26个, 单位原岩炸药消耗量2.84kg/m3, 单位原岩雷管消耗量4.15个/m3。

通过对爆破效果数据分析, 与其它矿山或与矿井中其它非细砂岩掘进工作面相比, 一次掏槽爆破时, 炸药、雷管单位消耗量明显偏高, 势必会导致爆破成本增加;其次, 炮眼利用率仅53%, 导致日循环进尺和月进度低, 严重影响了矿山生产, 需要对原爆破设计作调整, 探索新的爆破方案。

4 二次掏槽爆破

为解决在砂岩中一次掏槽爆破效果差、成本高等困难及给生产带来的影响, 胜利煤矿成立了爆破技术攻关实验小组, 通过对井下岩性资料的实地收集和实验分析, 在摸清了砂岩的物理性质和力学性质的基础上, 历经近一个月的爆破试验, 探索出了适合胜利煤矿砂岩特性的二次掏槽爆破。

4.1 二次掏槽爆破参数的确定

(1) 炸药消耗量:根据《矿山井巷工程预算定额》, 中硬岩F=4~6, 每立方米核定炸药1.6~1.9Kg, 雷管2.33个, 结合实际作适当调整。

(2) 炮眼直径:使用2号煤矿许用硝铵炸药, 炮孔直径为:40mm。

(3) 炮眼深度的确定:根据8小时工作时间的工作量、装岩设备、工作面断面、凿岩设备、棚距等条件, 确定合理循环进尺为1.8m, 炮眼深度为2m。炮眼利用率为90%。

(4) 炮眼个数的确定:

根据估算法:按炸药定额一循环爆破岩石所需总装药量Q计算:

式中i——炮眼利用率, 取90%;

q——单位炸药消耗量, 取1.75Kg/m3;

s——巷道掘进断面, 6.33 m2;

t——炮眼平均深度。

按炮眼实际装药长度一循环总装药量计算:

式中N——炮眼总数;

a——装药系数, 取0.6, 为炮眼的装药长度与炮眼长度之比, 一般取0.5~0.7;

m——每个药卷的长度, 0.25m;

p——每个药卷的质量, 0.2kg;

两式相等得炮眼总数为:

4.2 二次掏槽爆破炮眼布置及参数

二次掏槽炮眼爆破布置如图1所示, 参数见表2。

4.3 炮眼钻凿与设备

在实验中和实地观察中发现砂岩遇水后力学性质发生了明显变化, 强度降低, 根据这一特性, 选用了YT-24型冲击气腿式浅孔凿岩机。

打眼顺序为掏槽眼、辅助眼、周边眼 (顶眼、邦眼、底眼) 。掏槽眼间距为600mm×600mm, 掏槽方法采用锥形掏槽法, 分二次打眼二次起爆, 第一次打眼深度为1.3米, 第二次打眼1.2米。辅助眼及周边眼一次性打眼深度2米, 打完全部眼后, 用预制木楔将底口封住。

4.4 装药与起爆

先对眼深为1.3米的4个掏槽眼进行装药、起爆, 炮烟吹散, 风流质量符合安全标准后, 再进行眼深为1.2米掏槽眼的第二次打眼, 之后对所有炮孔实施装药、分段起爆工作。装药结构, 掏槽眼采用反向装药, 瞬发电雷管起爆;辅助眼采用正向装药, 采用第一段毫秒延期雷管起爆;邦眼、顶眼、底眼采用正向装药, 采用第二段毫秒延期雷管起爆。

4.5 爆破效果

通过对实际爆破试验数据统计分析, 实施二次掏槽爆破, 循环进尺、日循环进尺、月进度分别达到了1.8m、5.4m和121.5m;炮眼平均利用率也提高到90%;每循环爆破实体岩石11.39m3, 每循环炸药消耗量19.2kg, 每循环雷管消耗量25个;每米巷道炸药消耗量10.66kg, 每米巷道雷管消耗量13.88个;单位原岩炸药消耗量1.68kg/m3, 单位原岩雷管消耗量2.19个/m3。

5 一次掏槽、二次掏槽爆破效果对比分析

一次掏槽、二次掏槽爆破效果对比见表3。

从表中可算出, 二次掏槽爆破效果大幅度提升, 循环进尺由原来的0.8m提高到1.8m, 日循环进尺由原来的2, 4m提高到5.4m, 月进度由原来54m提高到121.5m, 三个进度进尺平均增幅为125%;炮眼平均利用率由53%提高至90%, 增幅69.8%;单位原岩炸药消耗及雷管消耗降低40%和47.2%。同时, 根据砂岩遇水后力学强度降低的特性, 合理选用了YT-24型冲击气腿式浅孔凿岩机取代原凿岩设备, 有效地解决了打眼难耗时长、材料消耗量大问题。

结语

胜利煤矿针对砂岩一次掏槽爆破存在的问题, 探索出了适合砂岩特性的二次掏槽爆破, 与一次掏槽爆破相比, 充分利用了爆破自由面原理, 不断扩大了爆破自由面, 在爆破材料消耗大幅度降低的情况下 (炸药及雷管单耗分别下降40%和47.2%) , 循环进尺、日进尺及月进度均增加一倍多, 炮眼利用率也提高近一倍, 且巷道成型好, 不崩倒支架, 不留底根, 岩石块度均匀, 便于装运, 既节约了爆破成本, 又提高了工程施工进度, 取得了较好的爆破效果和经济效益。

参考文献

[1]张荣立, 何国纬, 李铎等.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版, 2008.

[2]刘殿中等.工程爆破实用手册[M].北京:冶金工业出版社, 2005.

[3]翁春林, 叶加冕.工程爆破[M].北京:冶金工业出版社, 2008.