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1、纠 茈前 言 纠 茈纠 茈魏家峁露天煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗东部，是我国西部大开发的前沿阵地。实施西部大开发战略，关系全国发展的大局，关系民族团结和边疆稳定，是基本国策。国家正在以投资项目、税收政策和财政转移支付等方面加大对西部地区的支持。 纠 茈魏家峁露天煤矿是魏家峁煤电一体化项目的两个子项之一，该露天矿田储量丰富， 资源可靠，煤质为低硫高热值长焰煤，电煤市场条件明确，开发条件优越，适宜开发大型露天煤矿。该矿一期规模 6t/a，二期规模12t/a，配套 电厂分别为 4600和 8600。随该项目的开发建设，将会使本地区的资源优势转化为经济优势，带动少数民族地区经济和社会快速发展。 纠
2、 茈一、设计依据 纠 茈（一）地质报告、矿区总体规划 纠 茈1、内蒙古煤田地质局 153 队 1983 年 12 月提交的内蒙古自治区伊克昭盟准格尔煤田南部详查地质报告。 纠 茈2、内蒙古煤田地质局 153 队 2005 年 1 月提交的内蒙古自治区准格尔煤田魏家峁露天勘探地质报告。 纠 茈3、西安煤矿设计研究院 2005 年 1 月编制的内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔矿区总体规划。 纠 茈（二）设计任务书、设计合同、有关文件、主要基础资料及有关协议类文件。 纠 茈详见附录。 纠 茈二、设计范围 纠 茈我院和华北电力设计院分别承担魏家峁煤电一体化项目的露天煤矿设计和电厂设计，同步设计、同步建设、
3、互相制约、分工合作；设计范围分界点划定在电厂围墙外 1m 处。 纠 茈露天煤矿设计范围包括：边坡稳定；开采境界、资源储量和剥离量；拉沟、采区划分、开采程序、基建剥离工程量、生产 剥采比及其均衡、进度计划；开采工艺、设备选型、数量确定；采运排工程；煤的破碎加工、地面运输、储煤系统；地下水控制与防排水；总平面布置、地面运输；机电设备维修；供电通信、计算机管理；建筑结构；给排水、供热及通风；职业安全与卫生；环保、水保；企管现代化、技术经济等。 纠 茈三、设计指导思想 纠 茈（一）认真贯彻执行国家有关方针、政策、法律、法规。 纠 茈（二）引进世界上先进开采工艺（吊斗铲倒堆），以低成本提高露天矿生产剥采
4、比， 扩大露天矿开采范围，提高煤炭资源回收率；同时，确保高产高效，建设一个 现代化大型露天煤矿。 纠 茈（三）尽量选择适合本矿规模、开采对象和“以电代油”的大型设备。 纠 茈（四）突出近期经济效益，提高投入产出比。 纠 茈（五）确保与电厂、环保、水保、地面 设施同步设计、同步建设。 纠 茈（六）充分利用华能集团公司和北方联合电力公司在人力资源、经营管理方面的经验，充分利用社会生产力要素。 纠 茈（七）充分并节约利用黄河流域地面和地下水资源。 纠 茈（八）在利用天然冲沟做首采区拉沟位置并节省剥离量的同时，做好拦洪蓄水坝系工程，以工程治理方式防治水害，确保生产安全，利用蓄水和地下疏干水做道路降尘、
5、绿化、生产用水。 纠 茈（九）保证露天矿设计符合矿区总体规划的规划内容及要求。 纠 茈四、设计对地质报告的评价及补充勘探的要求 纠 茈内蒙古自治区准格尔煤田魏家峁露天勘探地质报告基本能够满足露天煤矿初步设计要求， 边坡工程工程地质勘察与稳定性评价研究报告能够满足露天矿边坡稳定分析、计算及边坡工程设计。 纠 茈五、设计主要内容及特点 纠 茈（一）露天矿特点： 纠 茈1、魏家峁露天矿是国内地形条件较复杂的露天煤矿。黄土高原冲沟多、梁峁多。设计 根据上、下部不同的开采条件和开采对象，选择了不同的开采工艺。 纠 茈2、魏家峁露天矿是目前国内剥采比较大的露天煤矿，毛煤平均剥采比为 7.20m3/t，设计
6、选择其中较小者做首采区（剥采比 6.29m3/t）。纠 茈3、剥离物中黄土（在上部）最多，占 57。 设计选择适宜的开采设备（如汽车选大厢斗）。 纠 茈4、煤层结构、构造简单， 为单一的近水平的厚煤层，且赋存稳定。设计对其上覆岩层选择了适合的开采工艺（倒堆工艺）。 纠 茈5、魏家峁露天矿采用无运输倒堆开采工艺倒堆台阶变化较大（为35m 70m）。在获得较好经济效益的同时，也给设计和生产管理带来了难度，设计采取了相应的技术决策及建议。 纠 茈6、在天然冲沟上布置首采区、拉沟位置和排土场，同时也在天然冲沟上布设坝系工程防洪，效益风险共存，设计以工程治理方式确保露天矿生产安全。 纠 茈7、魏家峁露天
7、煤矿是魏家峁煤电一体化项目，电厂是煤矿的用户，主要目标市场明确，煤矿是电厂原（燃）料生产车间，用户可靠。 纠 茈（二）设计主要内容 纠 茈1、露天矿采掘场边坡稳定角：煤岩层为 40，黄土为 33。纠 茈2、露天矿境界 纠 茈露天矿 6 号煤层底板开采面积 34.96km2；长 8.49km，宽 7.9km；纠 茈露天矿地表面积 43.77km2，长 9.12km，宽 8.48km；纠 茈首采区 6 号煤层底板面积 5.36km2，长 2.98km，宽 2.19km；纠 茈首采区地表面积 7.88km2，长 3.54km；宽 2.66km。纠 茈3、划定范围内资源（纯煤）储量 1042.5514
8、t，其中 121b+122b 占63.88。开采境界内露天可采储量（毛煤）为 782.7366t，平均剥采比7.20m3/t。首采区可采毛煤量 113.7062t，其中 121b+122b 占总量的 98，达到规范 80-90的要求，平均剥采比 6.29m3/t；二、三采区毛煤量分别为334.7378t 和 350.3823t，平均剥采比分别为 6.83m3/t 和 7.85m3/t。纠 茈4、工作制度为 330d。以一期设计规模 6t/a 计,储量备用系数取 1.1，服务年限 121a。纠 茈5、开采工艺 纠 茈按地层由上而下为： 纠 茈（1）黄土层及下面少量岩层，采用单斗（3 台斗容 35
9、m3电铲）卡车（20台 220t，厢斗容积 140m3）开采工艺； 纠 茈（2）岩层：6 煤顶板上覆 70m35m（岩层变薄处）采用吊斗铲（1 台斗容68m3，作 业半径 87m）无运输倒堆开采工艺； 纠 茈（3）煤层（6m23.85m，平均 14m）采用单斗（ 2 台斗容 21m3电动液压正铲）汽车（12 台 91t，其中端区剥离车箱斗容 积 57m3,运煤车箱斗容积82.5m3）开采工 艺。 纠 茈6、运煤方式：运煤汽车周期轮换通过采掘场东、西两端斜坡道，经工作帮平盘（先期）或内排土场（后期）运往东帮半固定破碎站胶带运输机电厂储煤场（或本矿储煤场）。 纠 茈7、穿爆：倒堆台阶采用抛掷爆破；
10、单斗铲煤岩台阶采用松动爆破；倒堆台阶的坡面采用预裂爆破；全部采用牙轮钻机穿孔。 纠 茈8、基建剥离工程量为 19.9109m3，基建出煤 6.8 万 t，基建期 1.5 年，移交过渡 1 年，移交当年产煤 3.00t，过渡结束达产，吊斗铲投入。 纠 茈9、因黄河水位标高位于 6 煤底板以下，地下水补给来源较少，设计在原则上不采用疏干井疏干方式，但根据邻近矿井发现较大地下水情况，设计确定打两眼疏干井进行试验性疏干，防止地下水害危及 确 保 露 天 矿 生 产安 全 。因 采 掘 场 、排 土 场 皆 布 置 在 罐 子 沟 及 其 支 流 上 ，设 计确定做坝系工程拦洪蓄水。采掘场内设 3 台
11、600m3/h 暴雨泵 ，2 台 200m3/h 正常排水泵。 纠 茈10、地面（生产）系统为 2 台 2000t/h 半固定破碎机（出料1，表示稳定。 纠 茈（3）如果 C0，2325m，上游不设马道， 坝坡 1：3.0，下游设马道，马道以上坝坡1：2.5，马道以下坝坡 1：2.95，马道宽度为 15m。纠 茈C 筑坝土料与填筑要求 纠 茈a 料场选择 纠 茈（a）均质土料选择 纠 茈筑坝土石料应具有与其使用目的相适应的工程性质，并具有长期稳定性。根据地质勘探结果，项目区地貌属黄土丘陵，料场分布范围广泛，不受下泄水的影响，适合机械开采。 纠 茈均质土料指标分析 纠 茈根据初勘报告的土层岩性渗
12、透系数为 9.9510-5cm/s，满足规范对均质坝不大于 110-4cm/s 的要求. 纠 茈根据水溶盐含量，基本满足规范不大于 3的要求。 纠 茈有机质含量为 2.5，满足规范不大于 5的要求。 纠 茈（b）填筑标准的确定 纠 茈壤土的填筑标准以压实干容重作为设计指标，并按压实度确定， 纠 茈根据碾压式土石坝设计规范SL2942001 第 4.2.3 条，本工程 3 级 纠 茈土坝压实度 m 取 0.96。 纠 茈d= 纠 茈ax纠 茈式中： d设计干容重(KN/m 3)；纠 茈M压实度，0.96； 纠 茈max平均最大干容重(KN/m 3)，根据击实试验取 19.94KN/m3 纠 茈经
13、过计算： d =19.14KN/m3。纠 茈设计最优含水量 纠 茈设计填筑含水量根据击实试验取 12.10。 纠 茈设计干容重复核 纠 茈根据水工设计手册之土石坝第 18.4.3 式： 纠 茈纠 茈opsaWGV1)(max式中：G s土粒比重，根据地勘报告，G s为 2.91；纠 茈Va压实土的含气量，取 0.03； 纠 茈其余符号同前。 纠 茈经计算： 纠 茈max=18.99KN/m3 纠 茈d=mmax =18.23KN/m3 纠 茈与试验结果基本相同。 纠 茈同时以水工设计手册之土石坝第 18.4.4 式作校核。 纠 茈1.021.12( d)。d 纠 茈式中： d设计干容重，KN/
14、m 3；纠 茈(d)0-土料场自然干容重，KN/m 3。 纠 茈经计算，该料场符合此项规定。 纠 茈由以上分析，设计干容重 d =19.14KN/m3，设计最优含水量为12.10，压实度 m 取 096 是合适的。 纠 茈D 渗流控制与计算 纠 茈a 防渗设计 纠 茈根据防洪坝系工程的任务，工程对渗透水量无严格要求，同时具体坝基多为弱透水。因此，渗透设计的主要目的在于防止渗透变形，降低浸润线和孔隙水压力以提高坝坡的稳定性。因此，设计采取的措施为设置排水体，并对贴坡排水或棱体排水与网状排水带两个方案进行比较。 纠 茈b.渗流计算 纠 茈（a）计算方法 纠 茈渗流计算采用北京理正软件设计研究院的渗
15、流分析软件，该程序采用有限元数值分析的方法进行计算。 纠 茈（b）渗流计算 纠 茈由于坝系所有工程均无泄洪设施，因此洪水来临达最高水位组合，水位下降十分缓慢，因此，不计算水位降落的组合。只计算上游校核洪水位，下游无水与上游为最高蓄水位，下游无水两种组合。 纠 茈其它计算基本参数为：坝体渗透系数 K1=9.9510-5，土层坝基k=9.9510-5，岩基按不透水计。 纠 茈c.渗透稳定分析 纠 茈（a）渗透变形形式 纠 茈由于坝体与坝基均为粘性土，渗透变形主要为流土，其坝脚下游抗流土渗透比降破坏值按下式计算。 纠 茈I 破 =(Gn-1)(1 n1)纠 茈式中：G n下游表层 土的比重； 纠 茈
16、nl土的孔隙率，采用 43； 纠 茈计算得 I 破 =0.99，抗流土安全系数 选为 2.0，故允 许渗透坡降 I 允 =I 破/2.0=0.48。纠 茈渗透稳定分析 纠 茈上述渗流计算成果中各典型坝排水及其下游坡脚后坝基的渗透坡降,两种计算渗透坡降均小于其允许的渗透坡降，说明坝体及下游渗流逸出段不会发生流土等渗透变形。 纠 茈E、土 坝稳定 计算 纠 茈a 计算参数 纠 茈坝体稳定计算时，根据坝基和坝体的物理力学试验成果地质推荐值，并参考国内外已建和在建工程资料选取参数，见表 8-3-10。纠 茈土坝土料物理力学参数取值表 纠 茈表8-3-10 纠 茈抗剪强度 纠 茈湿密度 纠 茈(KN/m3)纠 茈名 称 纠 茈内摩擦角 ()纠 茈 凝聚力 C(KPa)
