露天煤矿排土场施工设计

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1、1项目背景1.1项目名称鄂尔多斯市蒙西鑫盛煤业有限公司煤矿（以下简称鑫盛煤矿）2017年度排土场施工设计。1.2位置鑫盛煤矿排土场位于已批复的征地范围内，本年度施工范围在露 天矿采区内。1.3设计范围、设计原则及设计依据1.2.1设计内容鑫盛煤矿排土场内容包括：本年度排弃计划、设备投入、生产安 全技术措施、复垦等内容。1.3.2设计原贝U（1）严格贯彻执行国家有关政策和法律法规，严格执行设计有 关规程规范。（2）严格执行煤炭安全质量标准化标准对排土场规定要求。（3）排土工艺按照本矿劳动力技术水平编排。（4）符合安全生产要求，充分利用现有工程及设备，降低生产 成本。（5）符合环境保护要求，充分体

2、现建设绿色矿山”的设计理 念。1.3.3设计依据1.3.3.1内蒙古自治区国土资源厅颁发的采矿许可证，证号： C1500002010121120086451。1.3.3.2内蒙古自治区国土资源厅关于内蒙古自治区桌子山煤 田木尔沟矿区鑫盛煤矿煤炭资源储量核实报告矿产资源储量评审备 案证明（中矿蒙储评字【2006】204号）1.3.3.3内蒙古自治区煤炭工业局关于鄂尔多斯市蒙西鑫盛煤 业有限公司煤矿技术改造初步设计的批复（内煤局字2013 176 号）。1.3.3.4煤炭工业露天矿设计规范（GB50197-2015 ）o1.3.3.5煤矿安全规程（2016年版）。1.3.3.6用地协议。1.3.3

3、.7鑫盛煤矿露天煤矿采运排现状图。1.3.3.8鑫盛煤矿2017年生产安排计划。2 排岩工程概况2.1排土场自然气象和地形、地貌2.1.1矿田所在区域东西两侧为由石灰岩组成的中山，最高海拔 1700m，矿区位于其中狭长的低山区，海拔12001285.65m，总 体地势北高南低，相对高差85.65m ,地势起伏较小。2.1.2当地气候属典型的沙漠干旱大陆性气候，春季干燥，夏季 炎热，冬季寒冷，全年多风。根据历年气象资料，最高气温38.6, 最低-32.6C,年平均气温23.77.8C,年降水量87.8357.6mm , 平均 173mm，年蒸发量 3132.1 3919.3mm，平均 3485.

4、1mm , 常年缺水，仅在7、8、9月份为雨季，降雨量占全年的60%，并常 以暴雨突发，形成间歇性洪水。春、秋、冬季多风沙，一般为西北风， 平均风速3.1m/s，最大风速28m/s，无霜期在156 165天之间， 最大冻土深度1.24 m。2.1.3矿区东西两侧为桌子山、凤凰岭，地处干旱的半荒漠、半 干旱地带，常年无地表迳流，仅在雨季苏背沟有洪水倾注而下，矿区 大部分地区属低山丘陵地形，且坡度较大，降水又比较集中，利于排 泄而不利于汇集，渗透到地下是其中的一小部分。鑫盛煤矿及周边出露地层主要有古生界寒武系上统炒米店组9 （）、奥陶系下统（O11-2 ）下部为三道坎组，奥陶系下统桌子 山组（O1

5、z ）含煤盆地基底，石炭系上统太原组（C2t）,二叠系下统 山西组（P1sx1）.二叠系石盒子组（P1-2sh）. 二叠三叠系石干峰 组石千峰组（P2sh ）以及第四系。含煤地层为石炭系上统太原组（C2t） 及二叠系下统山西组（P1s）;各组间均为连续沉积，整合接触。从下 至上叙述如下：1、寒武系上统炒米店组（U3c）:出露在矿区的北西边界，厚 度不全，约140m左右。主要由薄层状石灰岩（具泥质条带，及竹 叶状灰岩组成。2、奥陶系下统（O11-2 ）:出露于矿区的东部的中山区和西南部， 下部为三道坎组、上部为桌子山组、上部灰色厚层状石灰岩，质纯， 坚硬，含植物化石；下部灰色薄层状，灰岩夹石英岩

6、互层，厚度 120-160m。3、石炭系上统太原组（C2t）:根据岩性组合及含煤性可分为第 一、二两个岩段。（1）第一岩段（C2t1）:出露在矿区的北部东西两侧，由探槽 及钻孔揭穿。上部岩性为灰黑色砂泥岩、泥岩、粘土岩及煤层；中部 岩性为灰、灰白色石英质细砂岩，十分坚硬，位于17号煤层上部； 底部岩性主要由灰黑色的砂泥岩、泥岩、煤层组，但夹有一层泥灰岩， 位于17-1与17-2号煤层之间，含腕足类动物化石。含14、14下、 15-1、15-2、16-1、16-2、17-1、17-2、18、19 及 20 号煤层， 统称“丙煤组”，其中14号煤层全区发育良好，主要可采煤层，本 组整合于第二岩段之

7、上，地层厚度28 50m，平均39m。（2 ）第二岩段（C2t2 ）:出露于矿区的北部东西两侧，基本伴 随一岩段产出。自上而下由灰白色中厚层状-薄层状细或粉砂岩、煤 层、灰黑色薄层状常具水平或波状层理的砂泥岩、灰白色细或粉砂岩、 灰黑色泥岩砂泥岩夹煤层组成，含11、12、13号煤层，厚度22 36m,平均27m,是区域主要含煤岩段之一。4、二叠系下统山西组（P1sx1）和石盒子组（P1sh2-4 ）:零星 出露于矿区的中、北、东部。上部，丙煤组之上。灰、灰黑色砂泥岩、 粘土岩、砂质粘土岩、灰白色粗砂岩和煤组成，下部局部出现白色细 砂岩，较坚硬，含110号煤层，统称乙煤组”，厚度92 118m

8、, 平均105m,厚度变化不大，是区域主要含煤岩段之一。5、二叠系上统石盒子组（P2sh1-3 ）:零星出露于矿区中、南部， 灰白色，厚层状，含砾粗砂岩，局部夹中细砂岩及紫红色砂泥岩，斜 交层理发育，厚度为29 55m ,平均厚37m。6、第四系全新统（Qh）:风积、残坡积、冲洪积层，由砂土、 亚砂土、砾石、风积砂等组成，一般厚度5 10m，最大厚度50m , 分布在现代河床以及地势平坦之处。3.地基工程分析3.1场地地震效应根据中国地震动参数区划图(GB-18306-2015 ),本区地震 动峰值加速度(g)为0.20，对照地震烈度V皿度，属强震区预测范围。3.2地质构造与场地稳定性及适宜性

9、本区大地构造单元属华北地台鄂尔多斯西缘坳陷之桌子山褶断 束，主要构造线方向近于南北向和东西向。桌子山煤田以褶皱和断层形式出现，桌子山背斜轴向近南北向， 东翼构造较西翼复杂，地层倾角多在25度以上，断层较发育且逆断 层较多；西翼地层倾角一般10-25度，断层多为正断层且走向多为 东西向与地层走向正交或斜交。无论东翼或西翼次一级褶皱均不发 育，除在逆断层附近有时形成一些不对称向斜外，一般均是被东西走 向正断层所切割的单斜构造。本矿所在的木尔沟矿区总观为一不对称的向斜构造，褶曲是本区 构造形态的主要控制因素，另外断层较发育。本区域未见岩浆岩侵入。区域地层简表系统组代号厚度(m)主要岩性质 粗泥 粘田

10、录民界第四 系全新 统Qh0-14.52风积、残坡积层，冲洪积层，由砂土、 亚砂土、砾石、风积砂组成。生界二叠系二叠三叠系石千 峰群P2-T1s0-285.85上部紫红色，灰绿色杂色砂泥岩泥岩、 细砂岩，下部紫红色砂泥岩与灰白色粗 砂岩互层。上-下 统石盒子组P1-2sh96.40上部灰白色，厚层状粗砂岩，含小砾石； 中部灰白色，紫色砂泥岩、泥岩，砂J 粘土岩；下部灰白色，厚层状，含砾 砂岩.下统山西 组P1sx97.04上部灰绿色、红色或带紫色的砂泥岩、 泥岩，灰白色砂岩夹透镜状细砂岩含煤 层；中部灰白色砂岩，灰、灰黑色砂; 岩夹粘土岩含煤层；下部灰、灰黑色 土岩，砂泥岩和煤组成。石炭 系上

11、统太原 组C2t85.08上部黑色砂质泥岩，泥岩为主夹灰白色 细砂岩，局部厚层状粗砂岩含黄铁矿结 核，含煤层；下部灰，灰白色石英质! 砂岩，黑色泥岩或粉砂质泥岩夹煤层 底部灰白色石英质细中砂岩，灰、灰; 色，深灰色砂质粘土石，含铁矿。奥陶 系下统O11-2407- 1216上部灰色厚层状石灰岩，质纯，坚硬， 含植物化石；下部灰色薄层状，灰岩: 石英岩互层。寒武 系上统炒米店组G3c266-653浅灰色泥 质灰岩， 竹叶状、 鲕状、肾 状灰岩及 绿色泥岩 组成。4排土场设计4.1外排土场选择4.1.1外排土场选择原则修改设计后，露天矿采用顶板向底板推进，煤层底板随推进逐步 抬高，非工作帮(两帮)

12、与煤层顶板形成夹角，露天矿只有同区跟踪 内排的条件，但仍需要一定的剥离量排弃到外排土场。主要原因为内排土坡角与采煤坡角之间要留足距离，因此，外排土场选择的原则为:(1) 尽量缩短外排运距、降低运输成本，夕卜排土场位置应力求 靠近采掘场附近布置，并且高段排土。(2) 土、岩剥离物的排弃，必须满足国家有关环保方面法律、 法规的要求，以避免废弃物流失及有害成份对周边环境的影响，做到 安全、环保，符合国家环境保护及治理方面的要求。(3) 充分利用矿区周边地形特点，填沟平地，消除冲沟阻断， 使排土与复土造田相结合、改善当地环境条件。(4) 根据采场与排土场相对位置合理布置运输系统及排土场工 作线，使汽车

13、外排运距波动变化幅度控制在一定范围内，以确保运输 设备及人员数量的相对稳定。(5) 充分考虑地面工业设施、村庄、农田及道路交通分布情况， 应做到避离村庄不占或少占农田，合理进行布局。(6) 排土场设置应与地面防排水工程相互兼顾，做到拦、蓄、 排相统一。4.1.2外排土场选择依据(1内蒙古自治区桌子山煤田木尔沟矿区鑫盛煤矿煤炭资源储 量核实报告所附的1 : 5000地质地形图，等高距2.5m ;(2) 原采矿许可证矿权范围以及本设计圈定的露天开采地 表境界；(3) 业主提供的采场工程位置和地面工程布置(见附图 C41001G-1112-1现场实测工程位置平面图)；(4) 区域工程地质和水文地质资

14、料4.1.3夕卜排土场的选择本矿田的周边情况复杂，对设置外排土场不利：采场两侧地形较 高，地域狭窄，只能在采场两侧排土，后期实行跨区内排。目前的工 程位置图已经反映出外排土的困难，而且排土场比较分散，利用率不 高，建议矿方按需要继续征地。（见附图C41001G-1112-1现场实 测工程位置平面图）。因此，本设计沿用原外排土场位置，但对排土场现状进行整合。5.排土场容量计算5.1内排土场容量计算本矿因煤层倾角较大，无法进行同区内排，但当一个采区结束后 可实行跨区内排。目前露天矿在矿田南部进行灭火，已经部分实行跨 区内排（北部），但仍有很大一部分需外排，主要是内排土与剥离灭 火的工作面距离较近，

15、为保安全采场工作面与内排土工作面之间底部 需留一定空间，但当北部生产完全结束后北部可全部内排回填，直至 恢复原有地形。则露天矿的内排土场容积为原南部和北部采空区的实 体容积除以最终松散系数。北部共有剥离灭火工程量2430.15x104ms，夕卜加原煤剥挖体积 173x104ms （原煤量!煤层容重），露天矿中部和北部的实体容积为 2603.15x104ms可内排容量为实体容积!最终松散系数=26O3.15x104msD.O8 = 2410x104ms最终松散系数1.08为露天采矿手册技术统计数据。5.2外排土场容量计算为了保证本矿有足够的外排空间，本设计将采场两侧的适合位置 都做了排土设计，共分三个外排土场，分别为东排土场、西排土场和 南排土场，西排土场和南排土场分两个排土水平，标高分别为1250 和1280，东排土场一个排弃水平，标高1280，见附图达产时采、 运、排工程平面图(C41001G-1144-1)。夕卜排土场容量计算：面积乂平均排弃高度(平均排弃高度小于排土台阶高度)东排土场：9630