大型露天礦規(guī)模化開采新工藝研究

才慶祥　尚濤　周偉　韓流

摘要：露天礦區(qū)采用采坑數(shù)量和規(guī)模化開采下的開采工藝成為我國(guó)露天煤礦發(fā)展的關(guān)鍵問題，綜合運(yùn)用露天采礦學(xué)原理、可靠性理論和技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究、理論分析和現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐，以資源儲(chǔ)量、生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)最優(yōu)原則，建立了露天礦區(qū)單坑和多坑的生產(chǎn)規(guī)模優(yōu)化模型。分析了影響礦山工藝選擇的因素，基于各單一開采工藝的適用條件，根據(jù)單一開采工藝的空間分布、嚴(yán)格限制工藝與非嚴(yán)格限制工藝對(duì)綜合工藝進(jìn)行了分類，總結(jié)了各種綜合工藝的特點(diǎn)，提出了不同綜合工藝的適用條件，基于模糊數(shù)學(xué)和層次分析法，建立了開采工藝選擇的綜合評(píng)價(jià)模型，提出了確定綜合工藝開采參數(shù)的方法，提出了露天煤礦綜合開采工藝中各單一工藝生產(chǎn)能力匹配原則及措施；基于各單一開采系統(tǒng)能力匹配原則，提出了綜合開采工藝的動(dòng)態(tài)調(diào)整方法，考慮各單一開采工藝相互關(guān)系，繪制了綜合開采工藝的典型關(guān)系圖，建立了綜合工藝可靠性模型，提出了提高綜合工藝開采礦山的可靠性的途徑。煤炭是我國(guó)主要的能源產(chǎn)品和能源消費(fèi)品。露天開采是煤炭的主要開采方式之一。研究露天煤礦的碳排放核算及碳減排途徑對(duì)我國(guó)露天煤礦的低碳發(fā)展具有重要的意義。在深入研究國(guó)內(nèi)外碳排放核算方法、露天煤礦生產(chǎn)過程、生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，得出露天煤礦正常生產(chǎn)年的碳排放源構(gòu)成，主要包括直接碳排放源和間接碳排放源；并在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用露天煤礦碳排放初步估算法構(gòu)建了露天煤礦碳排放初步核算模型。以能源消耗和露天開采生產(chǎn)環(huán)節(jié)為主線，構(gòu)建了露天煤礦碳排放初步核算模型和基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的露天煤礦碳排放核算模型。露天煤礦碳排放初步核算模型按照碳排放源的5個(gè)部分構(gòu)建。基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的露天煤礦碳排放核算模型則以生產(chǎn)環(huán)節(jié)為主，初步核算模型為輔為原則，將露天煤礦的生產(chǎn)環(huán)節(jié)分成穿孔、爆破、采裝、破碎、運(yùn)輸、排土、輔助7個(gè)環(huán)節(jié)，并結(jié)合露天煤礦的碳排放源加入溢散、自燃源，共9個(gè)部分完成模型構(gòu)建。基于安家?guī)X、黑岱溝、伊敏河等國(guó)內(nèi)具有代表性的典型露天煤礦的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分別按工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行露天煤礦的碳排放核算，得出了這幾座露天礦近10年左右的碳排放水平，并分析了它們所代表工藝的碳排放水平的優(yōu)劣。不同半連續(xù)工藝的碳排放對(duì)比得到自移式破碎機(jī)工藝優(yōu)于端幫半固定破碎站工藝優(yōu)于地面固定破碎站工藝。

關(guān)鍵詞：露天礦 規(guī)模 新工藝