本发明一种倾斜煤层露天矿初期快速建设方法，划定首采区，将首采区分为左翼段、中间段和右翼段；挖掘出入沟，在出入沟中向左翼段方向挖掘，形成“口”形的中间段采区；然后分别向左、右翼段和首采区方向同时推进采掘形成第一层“凸”字形工作线；在第一层“凸”字形工作线形成过程中，重复上述步骤形成第二层“凸”字形工作线，以此类推，直到形成第N层“凸”字形工作线；当左、右翼采区及中间段采区均完成内排土场的布置后，推进左、右翼采区的工作线实现与中间段采区工作线的重合。本发明工作面数量多，工程推进速度快；减少土地占用，便于及时进行环境治理；减少了矿区工业用地占用量，缩短了表层土存放时间，保证了复垦效果。
1.一种倾斜煤层露天矿初期快速建设方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：沿煤层（1）的倾向划定露天矿的首采区（2），首采区（2）的走向与煤层（1）的倾向平行，在煤层露头（3）的位置，将首采区（2）沿煤层（1）的倾向划分为三段，依次为左翼段（5）、中间段（4）和右翼段（6）；
S2：在中间段（4）与右翼段（6）交界的位置，沿着首采区（2）的方向，向下挖掘一条出入沟（7），在出入沟（7）中向左翼段（5）方向挖掘，直到采掘至中间段（4）与左翼段（5）交界的位置，形成“口”形的中间段采区（8）；
S3：然后分别向左翼段（5）一侧方向、右翼段（6）一侧方向和首采区（2）方向同时推进采掘，形成左翼采区（11）、右翼采区（12），同时不断延伸中间段采区（8）；
S4：左翼采区（11）、右翼采区（12）采掘至首采区（2）的边界时停止推进，推进方向开始向首采区（2）端帮一侧方向；此时，左翼采区（11）、右翼采区（12）和中间段采区（8）推进方向一致，形成第一层“凸”字形工作线（23）；
S5：在第一层“凸”字形工作线（23）形成过程中，在中间段采区（8）内向下开掘第二层出入沟（15），重复上述S1至 S4的步骤形成第二层“凸”字形工作线，以此类推，直到形成第N层“凸”字形工作线；
S6：随着推进采掘工程的不断推进，露天矿采空区面积逐渐增大，会在中间段采区（8）拉钩位置首先具备形成内排的条件，此时，开始在中间段（4）中线位置建设内排土场（16），排土场采用扇形形式逐渐外延扩大，在可内排条件形成之前，推进过程产生的剥离物排弃在首采区（2）以外的外排土场区域（18）；随着左翼采区（11）、右翼采区（12）的采空区面积的增大，达到内排条件时，内排土场（16）向左翼采区（11）、右翼采区（12）方向延伸扩展，形成一个整体的排土场；
S7：当左翼采区（11）、右翼采区（12）及中间段采区（8）均完成内排土场（16）的布置后，加快推进左翼采区（11）、右翼采区（12）的工作线，实现与中间段采区（8）工作线的重合，至此，露天矿初期建设完成。
2.根据权利要求1所述的一种倾斜煤层露天矿初期快速建设方法，其特征在于：所述推进过程产生的剥离物排弃在外排土场区域（18）时，S1：以选定的外排土场区域（18）的几何中心为原点，采用扇形方式排弃剥离物形成扇形排土台阶（19），初始建设时扇形角度为20‑30度，布置第二层扇形排土台阶时两层扇形排土台阶之间保留10‑20m的保安平盘（20），同时不断扩大第一层扇形排土台阶的扇形角度，直至完成全区域的第一层扇形排土台阶；
S2：第一层扇形排土台阶到界后，将“凸”字形工作线布置过程中剥离的表土（22）及时覆盖至保安平盘（20）及台阶坡面（21），并进行复垦作业，种植植被；剩余的剥离的表土（22）存放在外排土场区域（18）距离第一个扇形台阶中心最远的地方；
S3：中间段（4）实现内排后，仅排弃露天矿剥离的表土（22），其余剥离物继续排弃至外排土场，并逐步达到外排土场设计尺寸，这一期间外排土场复垦所用的表层土按照先后分别为：矿区实时剥离的表土、外排土场中存放的前期剩余表土和露天矿中间段（4）内排表土；
S4：左翼采区（11）、右翼采区（12）具备内排条件时，开始在左翼采区（11）、右翼采区（12）排弃露天矿剥离物，同时将中间段（4）的表土全部二次剥离运输至外排土场进行复垦作业。
3.根据权利要求1所述的一种倾斜煤层露天矿初期快速建设方法，其特征在于：所述步骤S5中，当第X层“凸”字形工作线与煤层（1）相交（1≤X≤N）时，采掘剥离物的同时一并采掘煤炭。
4.根据权利要求1所述的一种倾斜煤层露天矿初期快速建设方法，其特征在于：所述步骤S6中，分别以左、右翼工作线与中间段工作线交点位置为起点，各修筑一条距离内排土场（16）最近的排土通道（17），排土通道（17）上表面与内排土场的第一个排土台阶平齐。
5.根据权利要求1所述的一种倾斜煤层露天矿初期快速建设方法，其特征在于：所述出入沟（7）的长度为200‑300m。
一种倾斜煤层露天矿初期快速建设方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种露天矿建设方法，具体涉及一种倾斜煤层露天矿初期快速建设方法。
背景技术
[0002] 目前露天矿的建设大都采用拉钩、扩帮、延伸的方式进行初期建设，对于倾斜煤层的露天矿，依据工作线布置方向与煤层走向的相对水平关系，大体可以分为横采和纵采。但不论采用上述何种方式，均面临以下问题，一是露天矿建设初期，工作面没有完全布置完成，工程推进速度慢；二是受限于问题一，露天矿内排时间被延迟，需要将剥离物置于采场外，占据土地资源，提高建设成本；三是受限于问题一，造成露天矿外排土场到界速度慢，不能及时进行环境治理；四是露天矿表层土剥离后需要单独存放，用于后期的露天矿排土场复垦，严重占用矿区工业用地，同时受限于问题一和问题三，表层土需要存放较长时间，分化后的表土肥力严重下降，复垦效果差，增加了企业复垦成本。现行的露天矿开采方式中对上述问题的解决效果不尽人意，因此亟需一种建设方式，来提高露天矿建设初期的效率和效益。
发明内容
[0003] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种倾斜煤层露天矿初期快速建设方法，建设速度快、占用矿区周围工业用地少，后期复垦效果好。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种倾斜煤层露天矿初期快速建设方法，
[0005] S1：沿煤层的倾向划定露天矿的首采区，首采区的走向与煤层的倾向平行，在煤层露头的位置，将首采区沿煤层的倾向划分为三段，沿着首采区的方向依次为左翼段、中间段和右翼段；
[0006] S2：在中间段与右翼段交界的位置，沿着首采区的方向，向下挖掘一条出入沟，出入沟长度应能能够保证布置完成的一组采掘工作面。在出入沟内布置采掘设备，在出入沟中向左翼段方向挖掘，直到采掘至中间段与左翼段交界的位置，形成“口”形的中间段采区；
[0007] S3：扩宽中间段采区与右翼段相连的台阶形成右翼台阶工作面，扩宽中间段采区与中间段相连的台阶形成中间段台阶工作面，然后分别向左翼段一侧方向、右翼段一侧方向和首采区方向同时推进采掘剥离物或矿物，形成左翼采区、右翼采区，同时不断延伸中间段采区；
[0008] S4：左翼采区、右翼采区采掘至首采区的边界时停止推进，推进方向开始向首采区端帮一侧方向（即与中间段采区推进方向一致），形成左翼台阶第二工作面和右翼台阶第二工作面；此时，左翼采区、右翼采区和中间段采区推进方向一致，形成第一层“凸”字形工作线；
[0009] S5：在第一层“凸”字形工作线形成过程中，在中间段采区内向下开掘第二层出入沟，重复上述S1至 S4的步骤形成第二层“凸”字形工作线，以此类推，直到形成第N层“凸”字形工作线；
[0010] S6：随着推进采掘工程的不断推进，露天矿采空区面积逐渐增大，会在中间段采区拉钩位置首先具备形成内排土场的条件，此时，开始在中间段中线位置建设内排土场，排土场采用扇形形式逐渐外延扩大，在可内排条件形成之前，推进过程产生的剥离物排弃在首采区以外的外排土场区域；随着左翼采区、右翼采区的采空区面积的增大，达到内排条件时，内排土场向左翼采区、右翼采区方向延伸扩展，形成一个整体的排土场；
[0011] S7：当左翼采区、右翼采区及中间段采区均完成内排土场的布置后，加快推进左翼采区、右翼采区的工作线，实现与中间段采区工作线的重合，至此，露天矿初期建设完成。
[0012] 进一步的，所述推进过程产生的剥离物排弃在外排土场区域时：
[0013] S1：以选定的外排土场区域的几何中心为原点，采用扇形方式排弃剥离物形成扇形排土台阶，初始建设时扇形角度为20‑30度为宜，第一层扇形排土台阶高度达到设计排土场台阶高度后，在其上部第一扇形排土台阶位置布置第二层扇形排土台阶时两个扇形排土台阶之间保留10‑20m的保安平盘，同时不断扩大第一层扇形排土台阶的扇形角度，直至完成全区域的第一层扇形排土台阶；
[0014] S2：第一层扇形排土台阶到界后，将“凸”字形工作线布置过程中剥离的表土及时覆盖至保安平盘及台阶坡面，并进行复垦作业，种植植被；剩余的剥离的表土存放在外排土场区域距离第一个扇形台阶中心最远的地方；
[0015] S3：中间段实现内排后，因其内排空间较小，仅排弃露天矿剥离的表土，其余剥离物继续排弃至外排土场，并逐步达到外排土场设计尺寸，这一期间外排土场复垦所用的表层土按照先后分别为：矿区实时剥离的表土、外排土场中存放的前期剩余表土和露天矿中间段内排表土；
[0016] S4：左翼采区、右翼采区具备内排条件时，开始在左翼采区、右翼采区排弃露天矿剥离物，同时将中间段的表土全部二次剥离运输至外排土场进行复垦作业。
[0017] 进一步的，所述步骤S5中，当第X层“凸”字形工作线与煤层相交（1≤X≤N）时，此时在工作线上采掘剥离物的同时一并采掘煤炭，填补露天矿建设时期的投资，同时采掘工作线与煤层倾向平行，煤岩混合少，可有效减少煤炭的损失。
[0018] 进一步的，所述步骤S6中，分别以左、右翼工作线与中间段工作线交点位置为起点，各修筑一条距离内排土场最近的排土通道，排土通道上表面与内排土场的第一个排土台阶平齐。
[0019] 进一步的，所述出入沟的长度为200‑300m。
[0020] 与现有技术相比，本发明采用多层“凸”字形工作线布置，工作面数量多，工程推进速度快；首采区分多个采区同时推进，露天矿内中间段能够较快时间实现内排，存放剥离物，减少土地占用，且内排空间逐步释放，避免了剥离物不足造成内排高度不够的问题；建设扇形外排土场，保证排土容量的同时，能够尽快实现排土台阶的局部到界，便于及时进行环境治理；露天矿建设过程中，前期剥离的表层土可存放与外排土场，后期存放于内排土场，减少了矿区工业用地占用量，缩短了表层土存放时间，保证了复垦效果。
附图说明
[0021] 图1为本发明煤层侧视图；
[0022] 图2为本发明挖掘出入沟阶段俯视图；
[0023] 图3为本发明形成中间段采区阶段俯视图；
[0024] 图4为本发明形成第一层“凸”字形工作线阶段俯视图；
[0025] 图5为本发明形成第二层“凸”字形工作线阶段俯视图；
[0026] 图6为本发明形成内排土场阶段俯视图；
[0027] 图7为本发明外排土场区域结构俯视图；
[0028] 图中：1‑煤层；2‑首采区；3‑煤层露头；4‑中间段；5‑左翼段；6‑右翼段；7‑出入沟；8‑中间段采区；9‑右翼台阶工作面；10‑中间段台阶工作面；11‑左翼采区；12‑右翼采区；13‑左翼台阶第二工作面；14‑右翼台阶第二工作面；15‑第二层出入沟；16‑内排土场；17‑排土通道；18‑外排土场区域；19‑扇形排土台阶；20‑保安平盘；21‑台阶坡面；22‑剥离的表土；
23‑第一层“凸”字形工作线。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031] 本发明提供一种技术方案：如图1所示，沿煤层1的倾向划定露天矿的首采区2，首采区2的走向与煤层1的倾向平行，在煤层露头3的位置，将首采区2沿煤层1的倾向划分为三段，沿着首采区2的方向依次为左翼段5、中间段4和右翼段6；如图2和图3所示，在中间段4与右翼段6交界的位置，沿着首采区2的方向，向下挖掘一条出入沟7，出入沟7长度应能够保证布置完成一组采掘工作面，优选的为200‑300m；在出入沟7内布置采掘设备，在出入沟7中向左翼段5方向挖掘，直到采掘至中间段4与左翼段5交界的位置，形成“口”形的中间段采区8。
[0032] 如图3所示，扩宽中间段采区8与右翼段6相连的台阶形成右翼台阶工作面9，扩宽中间段采区8与中间段4相连的台阶形成中间段台阶工作面10，在工作面上分别布置采掘设备，与原有设备一起，然后分别向左翼段5一侧方向、右翼段6一侧方向和首采区2方向同时推进采掘剥离物或矿物，形成左翼采区11、右翼采区12，同时不断延伸中间段采区8；此时，左翼采区11推进方向与中间段采区8推进方向夹角为90度，右翼采区12推进方向与中间段采区8推进方向夹角为90度，左翼采区11推进方向与右翼采区12推进方向夹角为180度。
[0033] 如图4和图5所示，左翼采区11、右翼采区12采掘至首采区2的边界时停止推进，推进方向开始向首采区2端帮一侧方向（即与中间段采区8推进方向一致），分别形成左翼台阶第二工作面13和右翼台阶第二工作面14；此时，左翼采区11、右翼采区12和中间段采区8推进方向一致一起向首采区2端帮一侧方向推进，形成第一层“凸”字形工作线23；如图4所示，在第一层“凸”字形工作线23形成过程中，在中间段采区8内向下开掘第二层出入沟15，重复上述几个步骤形成第二层“凸”字形工作线，以此类推，直到形成第N层“凸”字形工作线；当第X层“凸”字形工作线与煤层1相交（1≤X≤N）时，此时在工作线上采掘剥离物的同时一并采掘煤炭，填补露天矿建设时期的投资，同时采掘工作线与煤层1倾向平行，煤岩混合少，可有效减少煤炭的损失。
[0034] 如图6所示，随着推进采掘工程的不断推进，露天矿采空区面积逐渐增大，会在中间段采区8拉钩位置首先具备形成内排的条件，此时，开始在中间段4中线位置建设内排土场16，排土场采用扇形形式逐渐外延扩大，在可内排条件形成之前，推进过程产生的剥离物排弃在首采区2以外的外排土场区域18；随着左翼采区11、右翼采区12的采空区面积的增大，达到内排条件时，内排土场16向左翼采区11、右翼采区12方向延伸扩展，形成一个整体的排土场；也可在左翼采区11、右翼采区12中线位置分别单独建设内排土场。
[0035] 为缩短推进采掘位置与内排土场16的距离，加快内排土场16的形成，分别以左、右翼工作线与中间段工作线交点位置为起点，各修筑一条距离内排土场16最近的排土通道17，排土通道17采用剥离物料堆砌而成，随着起点位置的不断移动和内排土场16的不断延伸，排土通道17也不断延伸，排土通道17上表面与内排土场的第一个排土台阶平齐。
[0036] 当左翼采区11、右翼采区12及中间段采区8均完成内排土场16的布置后，加快推进左翼采区11、右翼采区12的工作线，实现与中间段采区8工作线的重合，至此，露天矿初期建设完成。
[0037] 在露天矿初期建设过程中，为配合多层“凸”字形工作线布置，解决剥离物外排的问题，在首采区2以外选定外排土场区域18，推进过程产生的剥离物排弃在外排土场区域18时，以选定的外排土场区域18的几何中心为原点，采用扇形方式排弃剥离物形成扇形排土台阶19，初始建设时扇形角度以20‑30度为宜，第一层扇形排土台阶高度达到设计高度后，在其上部布置第二层扇形排土台阶，两层扇形排土台阶之间保留10‑20m的保安平盘20，同时不断扩大第一层扇形排土台阶的扇形角度，直至完成全区域的第一层扇形排土台阶；采用扇形的目的是为了在充分保证排土量的同时，能够以最快方式形成到界台阶。
[0038] 第一层扇形排土台阶到界后，将“凸”字形工作线布置过程中剥离的表土22及时覆盖至保安平盘20及台阶坡面21，并进行复垦作业，种植植被；剩余的剥离的表土22存放在外排土场区域18距离第一个扇形台阶中心最远的地方；以能够保证排土台阶有充分的延伸空间和时间，为表土保存提供尽可能长的时间与最大空间。
[0039] 中间段8实现内排后，因其内排空间较小，仅排弃露天矿剥离的表土22，其余剥离物继续排弃至外排土场，并逐步达到外排土场设计尺寸，这一期间外排土场复垦所用的表层土按照先后分别为：矿区实时剥离的表土、外排土场中存放的前期剩余表土和露天矿中间段4内排表土。
[0040] 左翼采区11、右翼采区12具备内排条件时，开始在左翼采区11、右翼采区12排弃露天矿剥离物，同时将中间段8的表土全部二次剥离运输至外排土场进行复垦作业。
[0041] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0042] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
