平朔东露天矿半连续工艺采掘方案研究

ｌ冒固　露天采矿技术　２０１５年第１期　・１９・　ＤＯＩ：１０．１３２３５￣．ｃｎｋｉ．ｈｃｍ．２０１５．０１．００６　平朔东露天矿半连续工艺采掘方案研究　刘维玉　（中煤平朔集团有限公司东露天矿，山西朔州０３６００６）　摘要：对平朔东露天矿西工作帮１２９０平盘半连续工艺系统的组成和作业过程进行了介绍，主　要对半连续工艺系统在移设期和正常生产期间，从经济和技术的角度，对半连续系统剩余爆量采　掘方案和红粘土采掘方案进行了分析和探讨，并提出了合适的采掘方案，经过现场实践验证，该　方案适合东露天矿半连续正常运行需要。　关键词：东露天矿；半连续系统；方案　中图分类号：ＴＤ８２４　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７１—９８１６（２０１５）０１—００１９—０３　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｍｉｎｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｓｅｍｉ－ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｓｈｉｆｔ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ　ｉｎ　ｅａｓｔ　ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　ｍ　Ｌ［Ｕ　Ｗｅｉｙｕ　（Ｅａｓｔ　ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　Ｍｉｎｅ，Ｃｈｉｎａ　Ｃｏａｌ　Ｐｉｎｇｓｈｕｏ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｕｏｚｈｏｕ　０３６００６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　１２９０　ｆｌａｔ　ｓｅｍｉ－ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｗｅｓｔ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　ｅａｓｔ　ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　ｍｉｎｅ．Ｄｕｒｉｎｇ　ｓｈｉｆｔ　ａｎｄ　ｎｏｒｍａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ，ｆｒｏｍ　ｅｃｏｎｏｍｙ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｓｐｅｃｔ，ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｓｅｍｉ－ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｕｒｐｌｕｓ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ａｍｏｕｎｔ　ｍｉｎｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ　ａｎｄ　ｒｅｄ　ｃｌａｙ　ｍｉｎｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ，ａｎｄ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ．　ｈＴｒｏｕｇｈ　ｓｉｔｅ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｓ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｓｅｍｉ—ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｎｏｒｍａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｅａｓｔ　ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　ｍｉｎｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅａｓｔ　ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　ｍｉｎｅ；ｓｅｍｉ—ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｓｙｓｔｅｍ；ｓｃｈｅｍｅ　目前东露天矿剥离系统采用单斗卡车间断工艺　从矿山正常生产接续和西工作帮整体推进等方　和半连续工艺，分别为１２９０作业平盘采用挖掘机一　面考虑，半连续系统移设期间，如何科学灵活的使用　自移式破碎机一连接桥一带式输送机一排土机半连续　闲置电铲配置卡车对半连续未能完成的作业位置进　工艺，１２９０以上和以下平盘剥离工艺采用单斗卡车　行采掘，使单斗卡车与半连续系统的综合经济效益　工艺。　最优是本文所分析的重点。主要从半连续工艺系统　东露天矿的半连续工艺工作线长度约为１　５００　移设期间和正常生产期间，剩余爆量采掘和红粘土　ｍ，整个１２９０平盘工作线长度约为２　０００　ｉｎ，半连续　采掘方案深入进行了分析【１＿７】。　工艺只能将从北向南１　５００　ｉｎ爆量进行采掘，剩余　５００　ｍ爆量需使用其他设备进行采掘。目前半连续　１　半连续工艺系统构成　工艺正常移设周期为２个月，移设时间为１５　ｄ左　１．１　系统主要设备组成及参数　右。从试运行开始，由于半连续自移式破碎机、带式　东露天矿半连续主要设备组成为１台４１００ＸＰＣ　输送机构造及作业空间布置的，造成北侧边界　电铲，１台ＭＭＤ自移式破碎机、１台装载机、５条带　无法进行靠界，导致南北工作帮无法进行拉齐，同时　式输送机和１台排土机组成，采掘位置在西工作帮　１２９０～１３０５采掘段由于地质构造的影响存在部分　１２９０平盘，采掘高度为１５　ｉｎ，排土位置在东１４７５平　红粘土，由于红粘土的特殊的物理性质，容易造成破　盘。其设备参数见表１一表４ｍ。　碎机溜槽被堵，影响正常生产。　１．２系统作业过程　收稿日期：２０１４—０８—０３　作业过程为：电铲一自移式破碎机一转载机一带　作者简介：刘维玉（１９６４一），男，内蒙古呼和浩特人，毕业　式输送机一排土机。　于辽宁工程技术大学露天开采专业，从事露天矿采矿设计及　全移动破碎站半连续开采工艺系统的主要设　生产管Ｇ＿ｒ－作，现任中煤平朔集团公司东露天矿生产部主管。　备，有单斗挖掘机、全移动破碎站、转载桥、（工作面、　・２０・　露天采矿技术　２０１５年第１期　表１　４１００ＸＰＣ主要技术参数　项目　标准斗容／ｍ　斗容范围／ｍ３　最大挖掘高度，ｍ　最大卸载半径时卸载高度，ｍ　装机功率／ｋＶＡ　工作质量（其中：配重）／ｔ　每立方米标准斗容平均设备质量，（ｔ・ｍ　）　每立方米标准斗容平均功率／（ｋＶＡ・ｍ　）　表２破碎机的技术参数表　项目　∞∞一　６　：荟　一一踟　．　　入料粒度／ｒａｍ　≤ｌ　Ｏ００×１　Ｏｏ０×１　５ｏｏ　出料粒度／ｒａｍ　≤４００　小时能力／（ｍ　・ｈ　）　５　６００　受料斗容积，　１３Ｏ　走行机构　双履带行走　对地比压／ｋＰａ　１５０　走行速度，（ｍ－ｍｉｎ　）　Ｏ～１２　最大走行纵度　１：１０　最大作业横坡　１：２０　供电电压／ｋＶ　１Ｏ　’台年能力，（ｍ　・ａ　）　ｌ　５５０×１０４　表３转载机的技术参数表　项目　理论能力／（ｍ　・ｈ　）　胶带宽度／ｍｍ　湖　如　ｍ　ｍ…Ⅲ　伽加　带速，（ｍ・Ｓ　）　受料臂长度／ｍ　卸料臂长度，ｍ　最大受料高度／ｍ　最小受料高度／ｍ　最大卸料高度，ｍ　最小卸料高度／ｍ　上部回转角度，（。）　走行坡度　工作坡度　最大容许横坡　行走速度／（ｍ・ｒａｉｎ　）　设备工作质量／ｔ　对地比压，ｋＰａ　端帮、排土场工作面）带式输送机。　目前东露天矿在１２９０平盘布置１套单斗挖掘　表４排土机的技术参数表　项目　理论能力，（ｍ　・ｈ　）　胶带宽度／ｍｍ　带速／（ｍ・ｓ　）　受料臂长度／ｍ　排料臂长度，ｍ　受料臂最大回转角度，（。）　最大上排高度，ｍ　排料臂回转角度／（ｏ）　走行坡度　工作坡度　最大容许横坡　行走速度／（ｍ・ＩＩｌｉｎ　）　湖　设备工作质量／ｔ　对地比压／ｋＰａ　机一移动式破碎站一带式输送机，通过外排土场出入　沟坡道布置带式输送机升坡至外排土场１４７５平盘，　通过排土场带式输送机一排土卸料机组成半连续开　采工艺系统。　２移设和剩余爆量采掘方案及红粘土采掘方案　２．１　移设期间电铲采掘南侧剩余爆量方案　目前东露天矿西工作帮１２６０及以下平盘开始　实现内排，内排加权运距较外排运距缩短约２／３，每　日约备用９３０Ｅ卡车约为８～１０台，且卡车运输能　力较大，半连续系统移设期间，卡车完全满足电铲配　车和运输要求。闲置电铲可以将备用卡车进行很好　的利用，既解决了卡车备用问题，又解决了半连续电　铲闲置问题，综合效率得到较大提高。　移设期间，单斗卡车采用的排土方案为“优先半　连续卡车就近排土”原则，在准备移设时，根据排土　场运距远近，提前修筑半连续１２９０作业平盘与上部　１３０５平盘、１２７５平盘联络道，必须在半连续正式开　始移设时修筑完毕。　ＰＨ４１００电铲台班实际生产能力计算：　ｐ　：　Ｋ　ｋｆＴｎ：１．６万ｍ３　ｔｊ　式中：Ｅ为电铲勺斗容积，取６０　ｍ，；ｔｊ为电铲挖　掘１勺时间，取３９　Ｓ；ｋ　为电铲移动、处理大块、选采　等因素形成的辅助操作系数，取Ｏ．７；Ｋ　为挖掘系　数，Ｋ　＝０．６５７；Ｔ为电铲班工作时间，取８　ｈ；７７为班　工作时间利用系数，取０．８。　ＰＨ４１００电铲每日实际生产能力计算：９　＝３ｑ　重雷固　露天采矿技术　２０１５年第１期　・２１・　＝３×１．６＝４．８刀ｍ　／ｄ　半连续工艺每向西推进８０　ｍ需进行对工作面　１０１胶带进行移设，平均移设周期为２个月，平均移　设时间为１５　ｄ，所以配备半连续电铲需闲置１５　ｄ。　移设时未采掘的作业量为：　Ｑ　＝２１ｍｈ＝２×５００×４０×１５＝６０万ｍ　式中：Ｚ为工作线长度，取５００　ｍ；ｍ为采掘带宽　度，取４０　ｍ；ｈ为台阶高度，取１５　ｍ。　移设期间半连续电铲的作业量为：　Ｑ　＝１５Ｑ　＝１５　ｘ　４．８＝７２万ｍ　所以Ｑ　＞Ｑ　，半连续移设期间电铲可以正常将　南侧剩余爆量和北侧半连续电铲遗留的暴露采掘完　毕，可以满足正常移设需要和半连续电铲维修保养　需要，同时也顺利保证１２９０平盘正常向西推进，满　足下部平盘的推进度要求且保证正常生产接续，符　合正常采掘推进需要。　２．２　半连续系统移设和生产期间红粘土采掘方案　根据东露天矿半连续系统投入运行近１年来的　情况发现，西１２９０工作帮由于地质构造的复杂性，　造成物料岩性质不一，变化差异较大，在实际采掘过　程作业面多次出现岩石中夹杂大范围红粘土现象。　由于破碎机构造和对破碎物料的特殊要求，导致破　碎机在采掘红粘土过程中多次出现堵溜槽现象，造　成破碎机效率急剧下降，也出现红粘土粘接皮带现　象，导致皮带打滑，且给清理工作带来较大不便，造　成大量人力、物力浪费。　针对上述现象，东露天矿提出采用半连续电铲一　卡车和前装机一卡车相配合的采掘办法，根据红粘土　存在量的大小及半连续系统所处期间决定采掘何种　采掘方式进行并提出了采掘方式判别方式。　１）半连续移设期间红粘土采掘方案。在半连续　系统移设期间，若红粘土数量在　≤Ｑ　一Ｑ　＝１２　万ｍ，之内，选择采用半连续电铲配合卡车进行采掘，　具体为先将红粘土采掘完毕，再采掘南侧剩余爆量。　若红粘土数量Ｑ　＞Ｑ　一Ｑ　＝１２万ｍ　，选择采　用半连续电铲和前装机配合卡车进行联合采掘，具　体为半连续电铲先采掘南侧剩余爆量，前装机采掘　红粘土，待南侧剩余爆量采掘完毕后，对剩余红粘土　进行估算，若在半连续移设完毕前，剩余量由半连续　电铲可以采掘完毕，则前装机可以退出采掘；若移设　完毕前不能完成采掘，由半连续电铲和前装机联合　进行采掘，必须保证在移设完毕后采掘完毕。　２）半连续正常生产期间红粘土采掘方案。在半　连续系统正常作业期间，红粘土的采掘工作由半连　续电铲、单斗卡车电铲及前装机进行采掘。　若红粘土存在位置在半连续系统范围之内，对　半连续电铲采掘其他岩石无影响且数量低于４１００　电铲日生产能力４．８万ｍｓ，由前装机配合卡车进行　采掘，半连续电铲采掘岩石。　若红粘土存在位置直接影响半连续电铲作业，　不管红粘土数量多少，由半连续电铲配合卡车对红粘　土进行采掘，配备足够数量的卡车并要求将红粘土　排弃到距离最近的排土场，快速将红粘土采掘完毕。　期间若半连续电铲故障或保养，由前装机进行采掘。　综上所述，经过半连续系统现场实际验证，上述　方案符合半连续运行需要，同时也提高了系统的综　合效率。　３结语　主要从经济上较优、技术上合理、操作上方便快　捷的角度，对东露天矿半连续移设期间剩余爆破量　采掘方案进行了分析对比，提出半连续移设期间电　铲配备卡车采掘方案。深入分析了红粘土对半连续　系统造成的影响，并提出半连续系统移设和正常生　产期红粘土采掘判别方式及合适方案，经过实践验　证，所提方案适合半连续系统运行需要，同时也提高　了综合生产效率。　参考文献：　［１］骆中洲．露天采矿学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，　１９９６．　［２］杨荣新．露天采矿学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，　１９８４．　［３］姬长生．我国露天煤矿开采工艺发展状况综述［Ｊ］．采　矿与安全工程学报，２００８，２５（３）：２９７—３００．　［４］董志龙，王博文．应用自移式破碎机的露天矿半连续　开采工艺研究［Ｊ］．矿山机械，２０１０，５（６）：３５．４３．　［５］　张洪．露天矿半连续开采工艺应用研究［Ｊ］．煤炭工程，　２０１２（Ｓ５）：４２—４５．　［６］车兆学，才庆祥，姬长生，等．露天矿表土剥离半连续　开采工艺研究［Ｊ］．中国矿业大学学报，２０００，１（５）：８５—８８．　［７］王锐锋，王昌傲，刘光．东露天煤矿初步设计说明书［Ｒ］．　西安：中煤西安设计工程有限责任公司，２００９．　【责任编辑：陈毓】