分区开采露天煤矿采区接续剥采工程优化研究

摘要

我国大型露天煤矿多采用分区开采，相邻采区间必然存在一个转向过渡接续的技术难题。通过对转向方案及转向期间的采剥工程问题进行研究，深入剖析不同转向方案的工程特点、适用范围，明确了主要影响因素，通过理论分析、实验室试验、数值模拟，建立了剥采工程优化模型，并应用于安家岭露天煤矿转向过渡工程中，验证了优化模型的正确性。
　　基于不同转向方式的工程特点、适用范围，明确了采区接续期间的限制因素和优化目标，并进行了建模量化分析，基于分区开采露天煤矿基本转向方式，提出了剥采工程量表叠加法确定采区接续工程位置确定方法。根据转向期间的边坡服务性质、周期和稳定性要求等基本参数，分类讨论了边坡的几何及力学特征，提出了采区接续期间，边坡的安全管理和时效优化分析方法。对不同转向方式的特点和约束条件进行分析，明确了连续型和间断型转向方式的主要约束条件，建立了考虑设备、资金约束及时效边坡与经济运距的露天煤矿不同转向方式的综合评价模型。针对安家岭露天煤矿开采条件和剥采排工程现状，对露天矿的首采区向二采区转向接续方案进行研究，提出了四种转向接续方式，综合边坡和经济耦合的目标，利用综合优化模型确定了安家岭露天煤矿最佳转向方式为“L”形转向方案，确定了合理接续工程位置。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题背景与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 露天矿分区开采及转向研究现状

1．2．2 露天矿边坡研究现状

1．2．3 露天矿经济问题研究现状

1．2．4 露天矿剥采工程优化研究现状

1．3 主要研究内容和方法

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究方法与技术路线

2 露天煤矿采区转向方式及接续工程位置确定方法

2．1 露天煤矿采区接续的关键技术问题分析

2．1．1 分区开采概述

2．1．2 采区转向接续的关键技术问题分析

2．2 采区转向方式影响因素分析

2．2．1 露天开采工艺因素

2．2．2 边坡稳定性因素

2．2．3 工程量因素

2．3 分区开采露天煤矿采区转向方式

2．3．1 ‘L’形转向过渡方式

2．3．2 扇形顺时针(逆时针)转向过渡方式

2．3．3 重新拉沟过渡方式

2．3．4 留沟缓帮转向方式

2．4 采区转向接续工程位置确定方法

2．4．1 露天矿矿床地质模型及模拟开采模型的建立

2．4．2 新旧采区剥采工程量表叠加法确定采区接续工程位置

2．5 本章小结

3 采区接续期间的边坡稳定性分析及靠帮开采方案优化

3．1 转向期间边坡服务周期时间计算

3．1．1 边坡的服务性质

3．1．2 边坡的服务周期时间

3．2 边坡的几何及力学特征与实验研究

3．2．1 不同方案的边坡几何结构差异

3．2．2 边坡岩体力学参数的时效性

3．2．3 力学参数实验研究

3．3 转向期间边坡稳定性分析

3．3．1 不同边坡的稳定性要求

3．3．2 边坡稳定性分析方法与选择

3．3．3 采区转向接续期间的边坡数值模拟模型建立

3．4 转向期间靠帮开采方案

3．4．1 靠帮开采的有利边帮

3．4．2 采掘平盘宽度的调整方案

3．4．3 靠帮开采的经济效益评价

3．5 本章小结

4 采区接续期间剥采工程优化模型建立

4．1 采区接续期剥采排工程模式及优化模型建立

4．1．1 考虑设备约束的推进与扩帮同步工程模式的优化模型

4．1．2 考虑资金约束的推进与拉沟工程模式的优化模型

4．1．3 多约束因素耦合条件下接续期剥采排工程优化模型

4．2 接续期剥采排模型关键因子优化分析

4．2．1 考虑边坡工程可行性因子优化

4．2．2 考虑运距的经济因子优化

4．3 综合经济与边坡工程因子的工程优化模型建立

4．3．1 考虑经济与边坡工程因子的综合模型

4．3．2 工程优化模型的计算流程

4．4 本章小结

5 基于经济与边坡管理的安家岭露天煤矿转向方案优选

5．1 安家岭露天煤矿开采概况

5．2 考虑边坡管理与经济耦合条件下的采区转向方案设计

5．2．1 转向期间基础参数确定

5．2．2 L形过渡方案边坡管理与工程位置参数研究

5．2．3 其他过渡方案参数研究

5．2．4 转向过渡方案的确定

5．3 本章小节

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 展望

参考文献

作者简历

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