新疆库拜煤田露天开采急倾斜煤层的相关探讨.pdf

中小企业管理与科技 Management open-cut mining; Kubai coal field 【中图分类号】TD823【文献标志码】A 【文章编号】 1673-1069 （2020） 09-0170-03 阿艾矿区 俄霍布拉克矿区 拜城矿区 温宿博孜墩矿区J y 1 J a 1 S1 J a 1 J t 1 J t 1 T h 3 S2 S3S4 S5 Q a1p1 4 茁 170 图 3最终帮坡角与境界剥采比变化关系图 由图 3 可以看出， 随最终帮坡角的增加、 境界剥采比不 断降低，最终帮坡角增加 54.55时，境界剥采比降低了 56.53。 在经济合理剥采比不变的前提下， 提高最终帮坡角， 可采深度增大、 可采煤量增加， 具备露天开采条件。 3 边坡稳定分析 GB 501972015 煤炭工业露天矿设计规范 规定， 边坡 稳定系数 K 按表 1 选用。 表 1边坡稳定系数表 由表 1 可知， 边坡存在年限越久， 稳定系数取值越高。工 作帮边坡是动态边坡、 存在时间最短， 稳定系数 K 取值最低。 图 2 剖面所示区域地层倾角较大。煤层顶板以上为侏罗 统塔里奇克组 （J1 t ） 、 阿合组 （J1 a） 地层， 岩性以中厚层状耀块状 砾岩、 砂岩为主。煤层底板以下为侏罗统阿合组 （J1 a） 地层、 上 三叠统黄山街组 （T3 h） 地层， 岩性以中厚层耀厚层状中砂岩、 粗 砂岩为主。 可能的滑坡模式以近似直立状态的厚层状砂岩倾覆状、 折 线形的模式为主， 较小可能发生折线形-圆弧状相结合的滑坡。 以图 2 所示剖面为例， 最终帮坡角 33毅时， 稳定系数 K 1.47； 最终帮坡角为 51毅， 稳定系数 K1.02， 甚至不能满足工 作帮坡角稳定系数的要求， 处于临界状态， 可能发生滑坡。故 最终帮坡角确定为 51毅需要慎重，若按 51毅最终帮坡角确定， 要充分考虑边坡稳定和运输系统的布设。 考虑到最终帮留设运输系统， 最终帮坡角 51毅， 台阶坡面 角 70毅，按照 3 个台阶一组合，若考虑每个台阶留设保安平 盘、 单个保安平盘宽度 2m， 则运输平盘宽度 13m， 宽度过窄。 若 3 个平盘一组合、 运输平盘宽度 17m， 可以满足 50t 级卡车 设置双车道的要求 （见图 4） 。 3 个台阶一组合， 单个台阶高度达 30m， 考虑到卡车安全 运输， 需要在适当位置设置主动防护网， 防止散石飞落砸伤 人员、 损坏设备。 a.台阶不组合b.3 个台阶一组合 图 4最重帮台阶组合方式图 最终帮坡角确定为 51毅时， 稳定系数仅 1.02， 处于临界状 态， 不能满足规程要求， 需要进行边坡加固， 边坡加固方式需 根据岩性条件确定。本项目地层倾角大、 近似直立， 岩性以胶 结程度一般的厚层状砂岩为主， 边坡加固可采用锚杆 （索） 加 固的方式进行， 通过在台阶坡面打锚杆 （索） ， 对可能的滑移 面进行锚固， 锚杆 （索） 需打到下部稳定岩层， 达到防止滑坡 的目的。 锚固工程量的多少要结合需要达到的稳定状态来确定， 锚固成本随锚固范围、 锚固工程量有直接关系， 增加锚固工 程量有利于边坡稳定、 增大稳定系数 K， 但会造成成本大幅 上升。锚固工程量要结合稳定系数 K 来确定， 稳定系数 K 与 边坡重要性、 边坡存在时间有直接关联， 在无重要构建筑物 的情况下， 缩短边坡存在时间， 可适当降低稳定系数 K。确定 1.1约K臆1.15， 在此情况下， 需要重点对最下部两个组合台阶 进行锚固， 对中部水平进行辅助锚固， 锚固后计算得稳定系 数 K1.13。 下部水平锚固及主动防护示意如图 5 所示。 图 5最终帮边坡防护示意图 边坡锚固、 主动防护网均是保证边坡稳定、 保证安全生 产的方式， 还应在开采过程加强对边坡的监测， 监测方式应 采用边坡雷达、 边坡监测机器人等方式， 对设置有运输系统 的台阶及运输系统上部台阶进行监测， 防止片帮造成安全生 产事故。 边坡类型服务年限 （a） 稳定系数 边坡上部有特别重要建筑物或边坡滑落 会造成生命财产重大损失者 跃20逸1.5 采掘场最终边坡跃201.31.5 外排土场边坡跃201.21.5 内排土场边坡 臆10 跃10 1.2 1.3 非工作帮边坡 约10 1020 跃20 1.11.2 1.21.3 1.31.5 工作帮边坡临时1.051.2 技术与实践 Technology and Practice 锚杆 （索） 主动防护网 13 2 17 剥采比变化 （）最终边坡角变化 （） 最终帮坡角 （毅） 100 93.04 86.98 81.72 77.22 73.31 69.7 65.75 61.09 56.53 54.55 48.48 42.42 36.36 30.3 24.24 18.18 12.12 6.06 0 33353739414345474951 171 中小企业管理与科技 Management Technology of SME 知识共享能够提高群体的竞争力， 有利于群体协同创新。为 了提高军民融合知识双向转化的效率，政府在各方面要减 少指令性干预军工系统的科研活动，可以通过建立军民融 合协同创新基金和制定军民两用技术计划等手段，引导和 支持军民融合知识共享活动。同时， 政府要确定军工系统在 军民融合中的主体地位，增强系统协同创新过程中的知识 共享意识。 3.4 信息沟通机制 信息沟通是群体管理的重要组成部分， 只有与内外部环 境进行有效的信息沟通， 一个群体才能有效地利用各种各样 的信息资源， 从而实现群体的协同创新。军民融合信息沟通 机制主要是构建军工系统与民用系统两者之间的信息交流 渠道和信息沟通平台。具体的方法 将军工系统的信息按照 信息内容的不同进行相应的分类， 以此建立信息库和信息平 台； 按照信息保密等级的不同进行分类， 对可公开的信息制 定信息发布制度和信息公开制度； 制定激励机制， 激发军工 系统和民用系统双方的信息沟通意愿； 为保障信息沟通中的 信息安全， 建立信息跟踪、 监督和管理制度。 3.5 合作机制 随着各群体之间竞争的加剧， 为了满足群体协同创新的 要求， 群体合作共同发展已成为一种明显的趋势。相比于没 有长期合作的群体， 有长期合作模式的群体其协同创新的发 展越长久， 也越显著。当然， 在没有外部环境的刺激下， 创新 系统群体之间较难建立长期的合作关系。因此， 军民融合协 同创新更应重视长期合作模式的建立， 政府可以对群体长期 合作给予帮助和支持， 建立良好的合作沟通机制， 及时化解 合作中存在的矛盾和问题， 以此来促进军民融合协同创新群 体间的长期稳定合作。 4 结语 本文运用生态系统理论，分析了军工系统与民用系统的 融合创新生态系统，认为军工生态系统和民用生态系统只有 融合成军民融合创新生态系统才能持续、 健康地发展。同时， 分别从制度、市场和信息交流方面分析军工生态系统和民用 生态系统在融合的过程中的问题， 并给出了对策建议。针对军 民融合之后协同创新的发展， 提出建立信誉、 利益激励、 知识 共享、 信息交流和合作等机制， 以促进军民融合的协同创新。 【参考文献】 【1】 张纪海,乔静杰.军民融合深度发展模式研究[J].北京理工大学学 报社会科学版,2016,1805111-116. 【2】 QIAO Y T.Research on the Military and Civilian Integration Development Mode of Strategic Emerging Industry [J].Forecasting, 2011,591225-244. 【3】 徐辉,许嵩.军民融合深度发展的科技协同创新体系研究[J].科技 进步与对策,2015,3218104-108. 【4】 杜人淮,申月.国防工业军民融合自主创新若干问题探讨[J].科技 进步与决策,2015,3220113-119. 4 开采程序 最终帮坡角较大， 达 51毅， 边坡稳定系数 K1.13， 按照规 范要求， 非工作帮存在时间应小于 10 年。若能缩短非工作帮 存在时间， 降低风氧化、 降水等作用对非工作帮的弱化影响， 则边坡稳定可以得到保障。通过优化开采程序， 降低非工作 帮存在时间， 可以保证边坡稳定。 急倾斜煤层露天开采， 开采以降深为主， 目前大部分露 天煤矿降深速度不超过 40m/年， 为保证产能， 需要加大采区 （条区） 长度， 达到增加工作线长度的目的， 但采区 （条区） 长 度过长， 也会造成初期基建量大、 投资大， 增加财务成本， 甚 至造成露天开采不可行。 随材料科学、 结构科学等学科不断取得突破， 现有采掘、 运输设备能力大幅提升， 同时结合设备能力提升也产生了更 精细化的作业方式， 挖掘效率也得到提升。统计数据显示， 在 相同工况条件下， 组织合理、 工作线布置合理的情况下， 挖掘 设备单位斗容能力较规范确定值增大 60以上。 开采程序的优化要结合现有设备装备情况来确定采区 （条区） 长度， 力争在满足产能的前提下， 确定合理的采区 （条 区） 长度。合理的采区 （条区） 长度还要兼顾排土， 力争能做到 外排最少， 采掘与内排可协调一致发展， 力争实现 “置换式” 开采。 5 结论 急倾斜煤层采用露天方式开采， 要系统考虑， 从最终帮坡 角的确定， 边坡存在时间、 边坡稳定、 边坡加固、 边坡监测， 开 采程序比较、 优化， 精细化生产组织， 排土场发展、 设置等方面 统筹考虑， 根据实际项目情况， 确定重点目标， 在安全生产、 保 证重点目标的前提下，综合确定其他技术指标，最终实现安 全、 绿色、 高效、 高回收率、 剥采比小、 土地占用少的目的。 库拜煤田煤质好， 采用露天开采时， 使用边坡加固保证 安全生产， 会增加生产成本， 但煤质好、 煤价高， 经济效益可 覆盖边坡加固产生的成本， 露天开采具有可行性。 【参考文献】 【1】 王利明,洪兵兵.急倾斜近距离煤层薄煤层群组露天开采研究[J]. 煤炭技术,2018,371257-60. 【2】 杨涧国.铁厂沟露天煤矿急倾斜煤层开采方案的研究[J].露天采煤 技术,1998S13-5. 【3】 刘剑锋.头石煤矿浅部资源开采方法比选[J].内蒙古煤炭经济, 201308107117. 渊上接第 169 页冤 172