烏拉蓋河露天煤礦滑坡區域煤炭開采方案

摘 要：滑坡嚴重影響了烏拉蓋河露天煤礦安全生產，給原煤回采增加二次土方剝離費用。一般采取全面清理滑坡體再回采原煤的處理方式，但費用成本高。從邊坡穩定因素入手，通過機理分析，尋求少清理甚至不清理而將影響范圍內的原煤采出同時又能防止重復滑坡的可行方案，從而降低開采成本。

關鍵詞：露天煤礦；滑坡區域；開采方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.079

1 概況

錫林郭勒盟烏拉蓋河礦業有限公司2009年由山東滕州辰龍能源集團出資注冊。2010年4月開工建設，已具備年產500萬噸大型露天煤礦的生產能力。截至目前實現土方剝離7000萬m3；生產煤炭700萬噸。該礦邊坡為含少量硬巖的軟巖類邊坡。因第四系水的影響和北幫土質可塑性差，再加上 2013年以來長期生產停滯，大氣降水和坑下涌水侵蝕幫坡腳等原因，北部非工作幫滑坡逐步擴大，形成與坑口北部至排土場之間3.5萬m2沉陷區貫通并往東延伸與排土場滑坡連為一體，面積達39萬m2。滑坡區域底部掩蓋煤炭50余萬噸。為提高回采率，減少資源浪費，隨著2019年復工復產，對滑坡區煤炭進行回采。

2 影響邊坡穩定的因素

（1）采場邊坡為第四系、第三系、泥巖、砂質泥巖和煤的混合型邊坡。上部第四系覆蓋，主要是細砂、粉砂、亞砂土、亞粘土，結構松散，易坍塌。第三系上新統由含礫粘土巖、粘土巖、砂質粘土巖組成，膠結性差、疏松、成巖性差，與下伏巴彥花組呈角度不整合接觸。組成邊坡的巖石主要有泥巖和砂質泥巖，均為泥質膠結，硬度較低，巖石抗穩性差。

（2）地下水對邊坡穩定性影響大，有松散巖類孔隙含水層組（第四系孔隙潛水含水層），碎屑巖類孔隙-裂隙含水層組，火山巖裂隙含水層組，均具有承壓性質，屬于中等富水性含水層組，不利邊坡穩定。雨季降水滲入地下，也降低邊坡的穩定性。在第三系地層內普遍存在含水率高，孔隙率大，巖石強度低，并有軟弱夾層分布現象，對邊坡穩定造成不利影響。

（3）凍融影響：冬季氣溫低，形成季節性凍土，土層凍漲嚴重，隨著來年溫度升高，季節性凍土融化，巖土出凍漲現崩解現象，影響邊坡穩定。

3 機理分析

根據礦區地質條件、開采現狀及現場邊坡滑動跡象，通過分析，基本定性滑坡為“張裂縫—圓弧形滑坡”。礦區含水層對邊幫的穩定性影響很大，隨著開采深度的增加，采場形成臨空界面和應力釋放等因素，邊幫產生裂隙，且幫部有導水層滲水。主要因第四系水受排土場壓力影響，順著沙層往采場滲透，在地下形成水流面，導致上部土層之間出現兩個錯層的滑面，再加上雨季降水滲入補給，因滲水的潤滑作用逐步加速。隨著上部滑動和第三系軟弱層受壓，下部巖土層跟著滑動變形，形成煤層頂板臺階滑動裂縫和地表裂縫貫通，形成一個完整的滑面。

4 滑坡區域煤炭開采施工方案

目前開采區域傾斜角較大約為13°，復工后隨著采場往前推進，滑坡體受采動影響，底部失去抗滑阻力，易引發重復滑坡，在開采過層中，必須保證滑體穩定。如果將滑坡體全部清理，需從地表880標高往北外擴，土方量極大，且距離排土場的安全距離不允許。根據現場實際，以最少的成本將該區域掩蓋的煤炭資源采出，同時又確保邊幫安全，采取對滑坡體部分剝離、預留煤柱、條帶開采及時內排回填的開采方案。

（1）合理留設邊坡角、平臺寬度。滑坡體830水平南北距離最寬段近100米，因此從該處往下開始施工。為保證邊坡穩定性，依據對該區域工程地質條件、邊坡走向、邊坡地層抗堿強度等綜合分析，確定該區域最終邊幫角為14°。設計平臺寬度15米，高度5米，平盤幫坡角為45°，達到施工段最終幫坡角為14°。

（2）留設防滑坡煤柱，調整開采推進方向，采取條帶式開采。為保證剝離工作順利進行，防止因剝離導致滑坡體的進一步破壞變形，必須采用條帶式開采，跟蹤內排。滑坡體下方留設50米寬的煤柱。考慮到北部為滑坡區，原煤回采改為由南往北反向推進，其余正常開采。由于煤柱需下方煤層保持穩定性，因此采到煤柱附近時，不一次性采到4-2煤層底板。待推進一段距離后，以條帶式小范圍開采方式分段回收底板以上原煤，并迅速內排回填。在剝離過程中從底部露煤區往東部內排800平盤施工上煤道路與原北部非工作幫道路對接，南部開采最深標高為770，隨著開采深度的增加，沿煤層往下施工折返道路。北部滑坡區域存在約50萬噸煤炭資源，效益相當客觀，按照目前噸煤價格200元估算，價值約1億元。因此按照“邊治理邊出煤”的原則，在剝離同時對煤炭資源進行回收。

（3）為了避免和減少剝離過程對中滑體邊坡穩定性影響，及時內排回填處理。回填工作在790水平條帶剝采工作結束南部釋放出內排空間開始，回填方向與推進方向一致。邊推進邊回填。為了避免回填后產生弱層，恢復導水溝，建立透水層。回填時，采取適當比例進行巖、土混排。提高邊坡穩定性。透水層回填巖性好、透水性好的物料，提高抗剪強度。

（4）在施工同時加強邊坡監測、邊坡防排水等工作。

1）目前公司邊坡監測主要是地表位移監測和人工監測。施工前增加深部位移監測，完善監測系統，實現對礦區邊坡提供連續、動態、全面監測。增加滑坡觀測線，同時加密監測點，在雨季以及施工期間發現異常時，增加觀測次數，及時提交監測報告，以便及時調整施工方案、制定防范措施，確保施工安全。

2）邊坡防排水工作是工作重點，直接影響到剝采工作能否順利進行。在出水點，施工水平孔，釋放靜水壓力。夏季暴雨前對沉陷變形產生的裂縫，及時填埋、密實處理。在北部沉陷區加固攔水壩，同時施工放水管，及時疏放至下部積水坑，防止積水滲入治理區，造成再次滑坡。

5 總結

采取預留煤柱、條帶開采及時內排回填的施工方案，能夠以最少的投入，安全采出滑坡底部壓煤，既避免了資源的浪費，增加公司效益，又對滑坡區進行了相應的治理，保證了煤礦的安全生產，為后續的開采奠定了安全基礎。

參考文獻：

[1]孔祥國.滑坡治理措施特性分析[J].山西建筑，2007.

[2]王振偉，王建國.東泰社區滑坡分析[J].煤礦安全，2006.

作者簡介：孫揚（1978-），男，山東滕州人，本科，助理工程師，研究方向：煤礦開采技術。