露天煤礦內(nèi)排時期下部水平開拓運輸系統(tǒng)優(yōu)化

王蛟

摘 要：近水平露天煤礦汽車運輸內(nèi)排時期傳統(tǒng)開拓運輸系統(tǒng)通常采用繞兩側(cè)端幫建立內(nèi)排運輸通路，由于在端幫布置運輸通路，造成端幫壓煤，影響露天開采的經(jīng)濟效果，而且汽車運距長，運輸成本大。為此提出了中間邁步式搭橋開拓運輸系統(tǒng)的理論，即下部水平內(nèi)排開拓運輸系統(tǒng)通過橫跨采空區(qū)建立。文章對露天煤礦內(nèi)排時期下部水平開拓運輸系統(tǒng)優(yōu)化進行了研究分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：露天;煤礦;水平開拓;運輸系統(tǒng)

1 前言

人類社會的進步與發(fā)展與資源的發(fā)現(xiàn)、開發(fā)利用是分不開的。煤炭資源是經(jīng)濟發(fā)展所需要的重要礦產(chǎn)資源，它不僅可以用于煉焦，同時也是重要的工業(yè)原料、在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。在未來相當長時間內(nèi)，煤炭作為主體能源的地位不會改變。進入21世紀，露天煤礦建設(shè)的新高潮正在興起。國家《―十二五‖煤炭行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出：新建煤礦以大型現(xiàn)代化煤礦為主，優(yōu)先建設(shè)露天煤礦、特大型礦井和煤電一體化項目。目前，我國露天煤礦的年總產(chǎn)量已經(jīng)達到5.2億t原煤，全國露天煤礦遠景總生產(chǎn)量將達到7億t。目前，煤炭在我國一次性能源消費結(jié)構(gòu)中所占比例約為70%，預(yù)計到2020年仍將會占到60%左右，將長期在我國一次能源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位。據(jù)全國第三次煤田預(yù)測結(jié)果，我國煤炭累計探明儲量為10447.47億噸，僅次于美國和俄羅斯，資源總量為5.57萬億噸，潛力巨大。在探明的儲量中，煙煤占75%，無煙煤占12%，褐煤占13%;適合煉焦的原料煤占27%，動力煤占73%，基本滿足國民經(jīng)濟發(fā)展中各行業(yè)對煤炭資源的需求。

2 開拓運輸系統(tǒng)分類

為了建立露天采場各水平之間的礦巖運輸通道，需要研究坑線的合理布置形式，露天礦開拓的形式有很多，按照運輸設(shè)備的類型可以分為：鐵道運輸開拓;公路運輸開拓;膠帶輸送機開拓;斜坡箕斗開拓;平硐溜井開拓;以上幾種開拓運輸方式的聯(lián)合。露天礦鐵路運輸開拓的優(yōu)點是噸公里運費低，運輸能力大，能夠進行長距離運輸，且運輸設(shè)備堅固耐用，維修及保養(yǎng)成本低;缺點是：進行鐵路開拓時，需要設(shè)置專門的線路，展現(xiàn)時間長，延伸速度慢，同時增加了掘溝工程量以及補充擴幫量;采用鐵路工作面移動坑線開拓時，需要在列車與挖掘機之間設(shè)置轉(zhuǎn)載篩分設(shè)備，工作面裝車時，由于挖掘機采掘物料的間斷性，造成工作面列車等車時間增長，空車率增加。汽車運輸開拓的優(yōu)點是，汽車轉(zhuǎn)彎半徑小，限制坡度大，爬升能力強;由于汽車相對尺寸小，運輸平盤寬度與公路運輸相比小，所需補充擴幫量小。汽車運輸具有機動靈活的特點，可以方便地變更裝車地點，調(diào)節(jié)物料運輸，在礦山基建時期，汽車運輸可以加快礦山延伸速度，縮短基建時間;汽車運輸開拓時的道路修建是在露天礦天然硬質(zhì)路基基礎(chǔ)上修建的，與鐵道運輸相比，修建成本低，修建時間短;道路移設(shè)與鐵路開拓相比方便快捷。汽車運輸開拓的缺點：受天氣影響大，在雨季或冬季行車，容易造成事故，運輸可靠性降低;汽車運輸?shù)慕?jīng)濟合理運距約為3km，隨著礦山采剝工程的增加使得汽車的運距在不斷增加，汽車的噸公里運輸成本將呈現(xiàn)指數(shù)增長;汽車在運行過程中，輪胎磨損快，汽車輪胎消耗大，維修與保養(yǎng)成本高;汽車在運行過程中會排放大量的尾氣，由于采場形態(tài)與空間的特點，造成這些尾氣集聚在礦坑當中，不易消散。帶式輸送機開拓憑借其單位運費低，可靠性高，線路移設(shè)較鐵路具有靈活的特點，逐漸被大量露天礦山所采用，當山坡露天礦山的高差較大時，采用膠帶開拓替代汽車開拓具有更大的優(yōu)勢。

帶式輸送機的機架在安裝拆卸及移運過程中耗費的時間長，因此，在進行選線設(shè)計時，該種開拓方式受限多，其布線位置往往處于端幫或非工作幫處，當采用暗膠帶經(jīng)地下坑道運輸時，為保證整個系統(tǒng)可靠性，應(yīng)考慮將系統(tǒng)布置在圍巖穩(wěn)定的巷道內(nèi)。在進行帶式輸送機運輸時，物料移運之前需設(shè)置破碎裝置，目前國內(nèi)的破碎機按照其設(shè)置方式分為：自移式破碎機、半固定式破碎站、固定式破碎站。帶式輸送機開拓的缺點是：基建期投資大，布線周期長，基建工程量大，采用暗膠帶布置時，設(shè)備安裝及管理成本高，對采用綜合工藝開采的礦山，當采用跨水平破臺階膠帶運輸時，對工藝系統(tǒng)影響大。斜坡箕斗運輸開拓是在采場下部水平用汽車等運輸設(shè)備將礦石轉(zhuǎn)移至破碎站，經(jīng)破碎站初步破碎后裝入箕斗，提升至地面。山坡露天礦條件下，在山體一側(cè)圍巖堅硬處建立斜坡道，通過礦物自重運至山坡底處的儲礦場或破碎站。

3 內(nèi)排時期下部水平開拓運輸系統(tǒng)優(yōu)化

內(nèi)排時期下部水平開拓運輸系統(tǒng)由傳統(tǒng)的雙環(huán)內(nèi)排（繞兩側(cè)端幫建立內(nèi)排運輸環(huán)線）或單環(huán)內(nèi)排（繞一側(cè)端幫建立內(nèi)排運輸環(huán)線）改在采場中部建立中間橋?qū)崿F(xiàn)方式，在工作幫的推進過程中，對采場下部水平兩側(cè)端幫含煤臺階按幫坡穩(wěn)定條件靠幫開采。下部水平內(nèi)排通路系統(tǒng)通過橫跨采空區(qū)建立（即通過中間橋連接）。中間橋可以是單橋或雙橋。（1）中間搭單橋。下部水平內(nèi)排運輸通路通過橫跨采空區(qū)的一個中間橋和在采場下部水平兩側(cè)端幫含煤臺階按邊坡穩(wěn)定條件靠幫開采后回填剝離物交替連接貫通。當橫跨采空區(qū)的中間橋連通后，采端幫含煤臺階并靠幫，然后用剝離物回填，連接貫通端幫位置的運輸通路;當端幫運輸通路連通后，采橫跨采空區(qū)中間橋所壓的滯后煤。隨著工作幫的推進，交替向前推進發(fā)展。（2）中間搭雙橋。下部水平內(nèi)排土運輸通路通過橫跨采空區(qū)的兩個中間橋連接貫通。采場下部水平兩側(cè)端幫含煤臺階按邊坡穩(wěn)定條件靠幫開采后不回填建立內(nèi)排運輸通路。當左側(cè)橋連通后，將右側(cè)橋所壓的滯后煤采出;當右側(cè)橋連通后，將左側(cè)橋所壓的滯后煤采出。隨著工作幫的推進，兩中間橋交替使用向前推進發(fā)展。（3）橋體最佳移設(shè)步距。從運距角度考慮，移設(shè)步距大，意味著橋體長度大，采掘工作幫與排土工作幫之間的距離大，運距長，運費增加，橋移設(shè)步距越小越好;從重復(fù)剝離和電鏟作業(yè)效益損失角度考慮，橋移設(shè)步距越小意味著橋的移設(shè)越頻繁，每年的重復(fù)剝離總量越大，電鏟的作業(yè)效益損失越大。

4 結(jié)束語

近水平露天煤礦汽車運輸內(nèi)排時期下部水平開拓運輸系統(tǒng)由傳統(tǒng)的在采場兩側(cè)端幫建立內(nèi)排運輸通路改在橫跨采空區(qū)的采場中部建立，由此可以克服內(nèi)排時期端幫運輸通路壓煤的問題。可以提高露天煤礦的端幫幫坡角，降低生產(chǎn)剝采比，減少汽車運距，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]周昌壽，杜競中，郭增濤，等1露天煤礦邊坡穩(wěn)定[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1990.

[2]中國礦業(yè)學(xué)院1露天采礦手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1987.

[3]舒繼森，才慶祥，郝航程，等1可拓學(xué)理論在邊坡破壞模式識別中的應(yīng)用[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報12005（5）.

[4]舒繼森，才慶祥，車兆學(xué)1傾斜基底軟巖排土場邊坡失穩(wěn)機理及防治措施[J].阜新礦業(yè)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）11997（6）.

[5]劉勇1實施露井聯(lián)合開采加強資源回收[J].露天采礦技術(shù)，2004（4）.