半连续开采工艺在露天煤矿的应用前景.pdf

迎 生箍垒翅堪芷遮过2 益。 半连续开采的应用前景 中煤设计集团沈阳设计研究院郑友毅马培忠 摘要本文主要介绍半连续开采工艺在矿山生产中的实际应用，并取得较好的经济效 关键词半连续开采露天煤矿开采工艺 半连续开采工艺在世界上已有4 0 多年的应用历史。 在我国，黑色金属矿山7 0 年代开始使用半连续开采工艺， 进入8 0 年代以来半连续开采工艺在露天煤矿也得到广泛 的研究和应用。半连续开采工艺有间断工艺和连续工艺 的优点。其适用性很强，挖掘机生产效率可提高2 0 ～ 2 5 ％，并能使露天矿山生产规模得以扩大，尤其在深凹露 天矿的开采过程中可减少基建工程量、缩短卡车运距、降 低燃油消耗，从而大大地降低了生产成本。多年来的生产 实践证明，半连续开采工艺在我国露天煤矿具有广阔的使 用前景和强大的生命力。 l 我国半连续开采工艺应用现状 近年来，在深入研究和吸收国内外半连续开采工艺的 设计理论和应用实践的基础上，我国的露天煤矿设计已经 把半连续开采工艺作为主要开采工艺进行论证和比选，并 在一些矿山生产中得到了实际应用如元宝山露天煤矿、 霍林河南露天煤矿、伊敏河一号露天煤矿、准格尔黑岱沟 露天煤矿、小龙潭布沼坝露天煤矿等，均在不同程度上采 用了半连续开采工艺。通过对半连续开采工艺的设计和 应用情况进行分析和归纳，概括以下几个特点 1 ．1 应用的范围愈来愈广 1 9 8 0 年以前，除少数几个露天煤矿采用单斗卡车 开采工艺外，其余露天矿均采用单斗一铁道开采工艺，半 连续开采工艺处于空白。到了9 0 年代，随着露天矿山的 发展，半连续开采工艺在露天矿山的使用迅速增加，大约 有3 0 ％的露天矿山使用了半连续开采工艺，并由最初的 仅在煤的开采和运输上使用，扩大到了剥离物上，如元宝 山露天煤矿剥离半连续开采工艺的使用。 1 ．2 形式多样化 从近几年设计与生产实际情况看，半连续开采工艺具 有形式多样化，见表1 。这种多样化的形式较好地适应了 不同的矿山情况。 1 ．3 设备大型化和国产化 规模大、开采能力强是露天煤矿的显著特点之一。与 之相对应的半连续开采工艺设备也具有大型化的特点，目 前矿山使用的破碎机小时能力都在3 0 0 0 ～5 0 0 0 t ，h ，有的甚 至达到1 0 0 0 0 t ，h ，带式输送机的带宽也从1 0 0 0 Ⅱ瞰提高到 1 ‰。在半连续开采工艺中一般常使用4 1 2 甜单斗 挖掘机及3 0 1 0 0 t 自卸卡车，这些设备基本达到了国产 化，对大型破碎设备的国产化进程也在加快。 表1半连续开采工艺系统及环节构成 矿山名称开采物料工艺系统备注 准格尔煤单斗一卡车一地面半固定破碎站一胶带输送机生产应用 单斗一卡车一地面固定破碎站一胶带输送机 设计方案 单斗一卡车一坑内半固定破碎站端帮巷道胶带机一地面胶带机设计方案 单斗一卡车一坑内半固定破碎站一大倾角胶带式输送机一地面胶带机 设计方案 元宝山 煤、岩单斗一卡车一坑内半固定破碎站一地面胶带机生产应用 伊敏河煤 单斗一卡车一地面半固定破碎机一地面胶带机 生产应用 单斗一卡车一坑内半固定破碎站一地面胶带机 设计方案 小龙潭土岩 单斗一卡车一坑内转载站一胶带输送机一排土机 设计方案 煤 单斗一卡车一坑内转载站一胶带输送机 生产应用 霍林河煤 单斗一卡车一坑内半固定破碎站一胶带输送机 生产应用 万方数据 8 煤芷遮让巡 生筮垒期 2 半连续开采工艺应用前景 目前我国大部分露天煤矿的采煤工程应用了半连续 开采工艺，但是在剥离工程中应用得还很少，特别是在表 土剥离工程中还处于研究阶段。但是，有两个问题的存 在，需要对半连续开采工艺的应用前景做深入的研究第 一，随着霍林河、伊敏河、安太堡等几大生产露天矿的开采 深度的加大、生产剥采比的增加，卡车数量将急剧增加，从 而使开采成本增加，经济效益变差；第二，对于那些即将开 发的大型露天煤矿，如宝日希勒、昭通、胜利等露天煤矿仍 存在着开采规模大、开采深度大、平均剥采比大，因而带来 的生产费用高等问题。如何通过改进开采工艺来降低生 产费用这就是本文的中心目的。下面通过对安家岭露天 煤矿、霍林河露天煤矿剥离工程采用半连续开采工艺的情 况进行分析。 2 ．1 安家岭露天煤矿 安家岭露天煤矿设计规模为1 5 M t ，a ，一期生产剥采比 为5 ．2 5 甜，t ，2 0 0 1 年达产，初期剥离物全部外排，2 0 0 0 年开 始内排，2 0 0 4 年全部内排。采煤为单斗一卡车二地面半固 定破碎机一地面胶带机半连续开采工艺。剥离为单斗一 卡车开采工艺，本文将通过对部分剥离物采用半连续开采 工艺与剥离物全部采用单斗一卡车开采工艺进行对比 略 去技术比较的详细过程 ，见表2 。 表2 两种开采工艺技术经济对比情况 单位万元 项目 单斗一卡车工艺 半连续工艺 差值 投资合计3 4 7 3 3 43 7 2 2 5 8 0 4 9 2 4 其中追加投资 1 7 3 鲫1 9 8 5 9 l一2 ‘睨8 经营成本合计 7 0 9 3 0 85 力1 5 4 51 8 4 7 6 3 净现值5 1 0 0 6 8 4 7 8 9 8 83 1 0 B o 年费用 5 9 9 1 25 6 2 6 23 6 5 0 由表2 可见，两者相比，半连续开采工艺比单斗一卡 车开采工艺除投资多发生删万元外，其它各项指标均 较单斗一卡车开采工艺优越，其中年费用可节约3 6 5 0 万 元，经营成本节约1 啪万元。由此可见，安家岭露天煤 矿部分剥离物采用半连续开采工艺对提高经济效益起到 了积极作用。 2 ．2 霍林河南露天煤矿 霍林河南露天煤矿设计规模为l O M v a ，一期生产剥采 比为3 ．1 2 ～3 ．5 0 甜，t ，采煤为单斗一卡车一坑内半固定破 碎站一胶带机半连续开采工艺，剥离为单斗一卡车开采工 艺。以下对6 0 0 万m 3 剥离物采用半连续开采工艺与采用 单斗一卡车开采工艺进行对比 略去技术比较的详细过 程 ，其比较的结果见表3 。 表3两种开采工艺技术经济对比情况 项目 单斗一卡车工艺 半连续工艺差值 剥离量 万甜／a 6 0 06 0 0O 1 2 矗铲 台 330 6 8 t 卡车 台 3 51 4 2 1 卡车运距 k m 3 ．6O ．7 32 ．8 7 系统投资 万元1 6 1 4 4 ．0 01 6 6 5 8 ．0 0 一5 1 4 ．0 0 直接成本 万元 6 3 8 3 ．8 7彻．2 31 5 7 6 ．6 4 由表4 可见，在每年同样完成6 0 0 万甜剥离工程量的 情况下，半连续开采工艺较采用单斗一卡车开采工艺多投 入l 台半固定式破碎机、3 ．6 k m 的带式输送机和一台排土 机，可节省2 1 台6 8 t 卡车，半连续开采工艺系统虽然多5 1 4 万元投产，但每年直接成本可节省1 5 7 6 ．6 4 万元。很明显剥 离工程投入半连续开采工艺系统会产生很大的经济效益。 2 ．3 其它露天煤矿 除上面提到的两个露天煤矿外，像伊敏河、宝日希勒、 昭通、胜利等露天煤矿的地质储量、开采规模以及开采深 度等并不比上述两个露天矿小，此外还有武家塔、柠条塔、 哈尔乌素等露天煤矿。这些露天煤矿有一个共同特点，就 是储量和开采规模都很大、开采深度和平均剥采比一般都 超过目前已开发的露天煤矿。这表明如果对这些露天煤 矿进行开发，不论采煤工程还是剥离工程都将会有大的运 量和运距发生，完全靠单斗一卡车开采工艺已难以提高其 开采的经济效益。因此，必须向连续开采工艺和半连续开 采工艺方向发展。 另外从目前的国情分析，半连续开采工艺与连续开采 工艺相比，半连续开采工艺所采用的设备国产化程度远比 连续开采工艺高，从设备的投资上也要比单斗一卡车小， 而且在开采过程中，半连续开采工艺更适于中、硬岩的开 采，也容易从单斗一卡车开采工艺进行过度。因此，从某 种意义上讲，半连续开采工艺则更容易为人们所接受。 3 结语 从以上分析的事实中可以看出，半连续开采工艺在我 国露天煤矿中从无到有、从小到大、从用于采煤工程到部 分用于剥离岩石工程以及正在研究的用于表土剥离工程， 已经具有一定的规模，整个工艺系统也比较成熟，其中关键 的破碎设备也正向着大型化、多样化和国产化方向发展。 半连续开采工艺既具有单斗挖掘机、自卸卡车等设备 在开采中的机动灵活的特点，又发挥了带式输送机长距离 运输的经济性，对于今后大型露天煤矿的开发，特别是对 那些开采范围大、开采深度大、生产剥采比大、运距与运量 大的露天煤矿的开发将起到积极的作用，在中国的露天煤 矿也必将有广阔的应用前景。 责任编辑章新敏 万方数据