露天煤矿设计方法

王建鑫（1987-），内蒙古巴彦淖尔人，工程师，鄂尔多斯市标准化专家。2011年毕业于内蒙古科技大学采矿工程专业，获得学士学位。2021年被准格尔旗总工会评为准格尔工匠。先后在《露天采矿技术》期刊上发表《露天煤矿基于FLAC3D靠帮开采可行性方案》《线性规划在露天煤矿运输规划中的应用》等十余篇论文，获得国家发明专利2项，所开发的露天采矿测算软件ECOMINE获得国家版权局软件著作权。现任内蒙古锦泰川宏煤炭有限公司总工程师。

长期研究和推动三维矿业软件GEOVIA Surpac和3Dmine在构建块体模型和制定中长期规划中的应用，以及使用FLAC3D边坡稳定软件进行露天煤矿边坡稳定性分析与研究，是本著作的主要撰写人。

第一章 露天煤矿设计程序

第一节 设计的指导思想

第二节 设计的基本方法

第三节 设计的主要内容

第二章 露天煤矿边坡稳定

第一节 边坡稳定性分析方法

第二节 极限平衡理论与分析方法

第三节 边坡稳定性分析的其他方法

第四节 边坡稳定的一些规律

第三章 露天煤矿境界设计

第一节 境界设计的程序和指导思想

第二节 经济合理剥采比的确定

第三节 最终帮坡角的选取与计算

第四节 境界圈定的原则

第五节 境界设计的方法

第六节 境界与边坡设计方法

第七节 境界优化的方法

第八节 境界内煤岩工程量计算

第四章 露天煤矿系统设计

第一节 露天煤矿采剥程序

第二节 生产能力与服务年限

第三节 剥离和采煤参数设计

第四节 运输系统设计与优化

第五节 钻孔爆破设计

第六节 排土场设计

第七节 复垦绿化设计

第五章 露天煤矿采剥进度计划

第一节 采剥进度计划的编制

第二节 3Dmine矿业软件进度计划编制

第六章 露天煤矿生产剥采比均衡

第一节 生产剥采比

第二节 均衡生产剥采比

附录1

附录2

参考文献

第一章露天煤矿设计程序

露天煤矿开采实质上是以采煤为核心，以地质、测量工作为辅，以研究和利用煤岩移动规律为主，采用经济、安全、科学、绿色的方法将煤炭资源回收并做好生态修复工作的一门技术学科。所以，露天煤矿设计是以研究和利用煤岩移动规律为主要内容，依托地质和测量基础数据，采用经济、安全、科学、绿色的方法，设计圈定煤岩采剥量的工作。

第一节 设计的指导思想

一、经济可行

露天煤矿设计前首先要考虑矿山的整体经济性，以经济效益为目的确定露天煤矿开采境界（简称露天开采境界），以经济效益为目的不是单纯追求经济效益，必须在符合矿区总体规划，保证矿山安全，符合矿区生态恢复要求、安全生产标准化和绿色矿山建设等前提下，在工艺、技术、安全、环保、生态等方面的约束条件下寻求最佳方案。

二、资源综合利用

《中华人民共和国矿产资源法》第二十九条规定：“开采矿产资源，必须采取合理的开采顺序、开采方法和选矿工艺。矿山企业的开采回采率、采矿贫化率和选矿回收率应当达到设计要求。”在露天煤矿开采过程中决不能“挑肥拣瘦、采富弃贫、采厚弃薄、采易弃难”。煤炭是不可再生资源，开采回采率要达到甚至超过设计标准，对夹矸层数多的煤层要分层采选，对巷道煤、水锈煤要提高入洗率，对具有工业价值的共伴生矿产资源应当综合开发和利用。此外，按照减量化、再利用、资源化的原则，科学利用固体废弃物、废水等。

三、安全合规

安全生产是煤矿永恒的主题。必须严格执行矿山行业法律法规，不得超层越界开采。超层越界开采是指采矿权人擅自超出采矿许可证载明的矿区范围(含平面范围和开采深度）开采矿产资源的行为。根据《矿产资源开采登记管理办法》第三十二条，矿区范围是指登记管理机关依法划定的可供开采矿产资源的范围、井巷工程设施分布范围或者露天剥离范围的立体空间区域。

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本书紧密结合露天煤矿开采特点，对设计程序、设计方法等方面的基本理论与实践做了较为系统的阐述，主要对边坡稳定、境界设计、系统设计、进度计划、生产剥采比均衡进行归纳总结，同时结合边坡稳定软件(如GeoStudio、FLAC3D)和矿业三维软件(如Surpac、3Dmine)对工程辅助设计环节进行说明。本书从工程实践的角度对露天煤矿设计流程、理论进行了归纳、总结、阐释，并结合目前应用比较广泛的矿业、岩土工程软件以实例形式进行了设计分析。本书对于目前煤矿安全运行具有很大的指导意义和参考价值。