一种露天煤矿顺层碎裂结构岩体控制开采方法与流程

1.本发明涉及露天煤矿控制开采技术领域，具体涉及一种露天煤矿顺层碎裂结构岩体控制开采方法。


背景技术：

2.现有的露天煤矿初步设计，能够为露天煤矿提供中长期采矿规划及指导，但是具有以下缺点：
3.1、由于初步设计是基于勘探成果进行的边坡设计，勘探精度不足以满足实际生产需求，导致剥离浪费，产生经济损失的缺点。
4.2、由于露头区域地质条件不明、边坡参数设置不合理，导致边坡塌落、煤层底板滑移变形的缺点。


技术实现要素：

5.为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种露天煤矿顺层碎裂结构岩体控制开采方法，针对顺层碎裂结构岩体的露头区域，通过极限平衡法验算边坡稳定系数，确定边坡参数后进行煤炭资源开采，再通过极限平衡法验算内排压脚边坡参数，确定内排压脚边坡参数后进行内排压脚，具有保障边坡安全和提高煤炭资源回采率的特点，弥补了露天煤矿关于控制开采技术的空白。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.一种露天煤矿顺层碎裂结构岩体控制开采方法，具体包括以下步骤：
8.步骤一、确定露头区域为顺层碎裂结构岩体；
9.步骤二、设定边坡参数；
10.步骤三、采用极限平衡法验算整体边坡稳定系数，如验算结果小于1.05则返回步骤二重新设定边坡参数；
11.步骤四、采用极限平衡法验算局部边坡稳定系数，如验算结果小于1.00则返回步骤二重新设定边坡参数；
12.步骤五、露头区域煤炭资源开采；
13.步骤六、设定内排压脚边坡参数；
14.步骤七、采用极限平衡法验算内排压脚边坡稳定系数，如验算结果小于1.10则返回步骤六重新设定内排压脚边坡参数；
15.步骤八、内排压脚。
16.所述的步骤一具体为：通过“物探+钻探”综合勘探，结合物理力学试验，确定露头区域为顺层碎裂结构岩体；
17.物探具体为浅层地震勘察，根据踏勘及以往地质资料，确定地震剖面条数，每条地震剖面长度，地震剖面方位角度；
18.钻探具体为露头区域工程地质补充勘探，根据物探结果，确定布设勘探线条数，每
条勘探线上布设钻孔个数；
19.物理力学试验具体包括：单轴抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、块体密度、含水率试验；
20.依据露天煤矿地质情况及原有钻孔，确定物探方案并组织施工，先通过物探结果确定钻探方案并组织施工，再通过钻探的取芯样品进行物理力学试验，最后通过物探，钻探及物理力学实验结果确定露头区域顺层碎裂结构岩体及边坡失稳机理。
21.所述步骤二中的边坡参数具体包括：台阶高度、台阶坡面角度、台阶平盘宽度。
22.所述步骤三中的整体边坡具体为：地表至露头区域煤岩交界区域。
23.所述步骤四中的局部边坡具体为：露头区域煤炭与岩石交界区域。
24.所述步骤五具体为：根据步骤二设定的边坡参数，由上至下进行开挖，最终形成设定的边坡。
25.所述步骤六中的内排压脚边坡参数具体包括：压脚台阶高度、压脚平盘宽度、压脚台阶个数、压脚台阶坡面角。
26.所述的压脚台阶坡面角具体为：压脚台阶坡面角设定为自然安息角。
27.所述步骤八具体为：根据步骤六设定的内排压脚边坡参数，由下至上进行内排压脚，最终形成设定的内排压脚边坡。
28.相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
29.1、通过极限平衡法验算在不同边坡参数的情况下的整体边坡稳定性和局部边坡稳定性，在达到整体边坡稳定性和局部边坡稳定性要求的同时，确定边坡参数，根据该边坡参数进行煤炭资源开采，从而保证边坡安全稳定，确保安全生产，达到杜绝边坡灾害事故发生的效果。
30.2、通过极限平衡法验算在不同边坡参数的情况下的整体边坡稳定性和局部边坡稳定性，在达到整体边坡稳定性和局部边坡稳定性要求的同时确定边坡参数，从而得到最大限度开采数据，根据该边坡参数进行煤炭资源开采，顺利回收煤炭资源，提高煤炭资源回采率，达到提高经济收益的效果。
31.3、通过极限平衡算法验算在不同内排压脚边坡参数的情况下的内排压脚边坡稳定性，在达到内排压脚边坡稳定性要求的同时确定内排压脚边坡参数，根据该内排压脚边坡参数进行内排压脚，提高整体及局部边坡稳定性，保障边坡始终处于稳定可控状态。
附图说明
32.图1为本发明控制开采方法流程图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。
34.参见图1，一种露天煤矿顺层碎裂结构岩体控制开采方法，具体包括以下步骤：
35.步骤一、确定露头区域为顺层碎裂结构岩体；
36.步骤二、设定边坡参数，为后续验算作为基础数据；
37.步骤三、采用极限平衡法验算整体边坡稳定系数，如验算结果小于1.05则返回步骤二重新设定边坡参数，采出后整体边坡稳定系数应不小于1.05；
38.步骤四、采用极限平衡法验算局部边坡稳定系数，如验算结果小于1.00则返回步骤二重新设定边坡参数，采出后局部边坡稳定系数应不小于1.00；
39.步骤五、露头区域煤炭资源开采；
40.步骤六、设定内排压脚边坡参数，为后续验算作为基础数据；
41.步骤七、采用极限平衡法验算内排压脚边坡稳定系数，如验算结果小于1.10则返回步骤六重新设定内排压脚边坡参数，内排压脚后内排压脚边坡稳定系数应不小于1.10；
42.步骤八、内排压脚。
43.所述的步骤一具体为：通过“物探+钻探”综合勘探，结合物理力学试验，确定露头区域为顺层碎裂结构岩体；
44.物探具体为浅层地震勘察，根据踏勘及以往地质资料，确定地震剖面条数，每条地震剖面长度，地震剖面方位角度；
45.钻探具体为露头区域工程地质补充勘探，根据物探结果，确定布设勘探线条数，每条勘探线上布设钻孔个数；
46.物理力学试验具体包括：单轴抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、块体密度、含水率试验；
47.依据露天煤矿地质情况及原有钻孔，确定物探方案并组织施工，先通过物探结果确定钻探方案并组织施工，再通过钻探的取芯样品进行物理力学试验，最后通过物探，钻探及物理力学实验结果确定露头区域顺层碎裂结构岩体及边坡失稳机理。
48.所述步骤二中的边坡参数具体包括：台阶高度、台阶坡面角度、台阶平盘宽度。
49.所述步骤三中的整体边坡具体为：地表至露头区域煤岩交界区域。
50.所述步骤四中的局部边坡具体为：露头区域煤炭与岩石交界区域。
51.所述步骤五具体为：根据步骤二设定的边坡参数，由上至下进行开挖，最终形成设定的边坡。
52.所述步骤六中的内排压脚边坡参数具体包括：压脚台阶高度、压脚平盘宽度、压脚台阶个数、压脚台阶坡面角。
53.所述的压脚台阶坡面角具体为：压脚台阶坡面角设定为自然安息角，自然安息角保障了压脚台阶自身处于稳定状态，从而为上部边坡提供抗滑力，提升整体及局部边坡稳定性。
54.所述步骤八具体为：根据步骤六设定的内排压脚边坡参数，由下至上进行内排压脚，最终形成设定的内排压脚边坡。