缓倾山坡露天开采方法探讨7研.pdf

露天采煤技术 1 9 9 7 年 第1 期 I 1 ／ ‘ ’ 缓倾山坡露天开采方法探讨 7 研 青海热水煤矿先锋露天矿撩广 舫 萎 。 绰 关 键 词 蕉 墨 玉 芏 、超 垒 丑 位 资 金 未 来 值彳 一r 7／ 7、 1 概述 推进_ 。 热水煤矿位于青海省海北藏族自 治州刚 察县北部境内。 海拔高度为 3 5 0 0 m 4 0 5 0 m， 平均为3 8 0 0 m。 矿区为高山游牧地区， 属高寒 高海拔干燥的大陆性气候， 年平均气温 1 ℃ 左右。 山前阳坡地带为沼泽地， 其下为永久冻 土层 。 该矿属山坡露天， 采场范围内地形复杂 沟谷切割。走向东西， 长 2 7 3 2 m， 被西金滩沟 分割为东西两采区。井田内可采煤层为煤 1 和煤 2 两层煤， 煤 1 厚度为 l 】 ． 3 m ～5 5 ． O m， 煤 2 厚度为 0 ． 8 m ～1 3 ． 5 m， 煤层倾向南， 倾 角为5 5 。 47 5 ， 煤 2 在开采过程中来被回采， 回采煤层仅为煤 1 ， 露天矿采场最低标高为 3 8 0 0 m水平。 1 9 5 8 年露天矿将原窄轨铁道、 l 电铲 的开采工艺进行了改造． 采用单斗一汽车间 断工艺。 2 开拓开采 2 ． 1 开拓方式采用公路回返干线开拓， 回 返公路布置在采场端部顶帮一侧开采境界以 外， 各台阶与公路干线水平联络， 沿煤层底板 开挖开段沟。 2 ． 2 开采方法水平划分台阶， 采场沿矿体 下盘降辣， 工作线沿矿体走向水平布置． 横向 1 2 3 生产状况 露天矿 1 9 5 9年建矿， 设计生产能力为 2 1 万t ／ a ， 西采区1 1 万 t ／ a ， 东采区1 0 万t ／ a ， 近几年生产能力在1 5 万t ／ a 左右。 3 ． 1 设备状态制约露天矿生产能力的内 在因素是设备状态， 即其综合生产能力。 在露 天矿穿孔、 采掘、 运输、 排土四个主要生产环 节中， 穿孔、 排土两个环节可远远满足生产的 需要； 运输环节主要是由外单位承包， 可根据 生产需要制定运输合同来解决} 而采掘则制 约了露天矿的综合生产能力。目前露天矿由 wK 一1电铲完成采装任务， wK 一1电铲在 籍台数 7 台， 根据近几年生产情况， 平均每年 能够投人生产运行电铲为5 ． 5台， 其生产能 力约为 6 ． 5 万 ／ 台a 。 3 ． 2 存在问题露天矿生产最紧迫的问题 就是产量接续． 因采富弃贫造成的东西采区 搭配不平衡已给目 前乃至今后的生产接续带 来了极大的困难。 4 年后西采区报废， 露天矿 的产量只靠东采区， 此时东采区的生产剥采 比为4 ． O 6 m 3 t 。 就目前露天矿设备状态， 其剥 离生产能力最大可按 3 O 万 m Va 进行计算， 原煤生产能力只能达到7 ． 7 万 t ／ a ， 仅为现在 产量的一半。 在不能增加电铲， 提高综合生产 能力的情况下， 要提高产量， 关键在于如何降 维普资讯 I 露天采煤技术 1 9 9 7 年 第 l 期 低生产剥采比t 推迟剥离洪峰的到来。 4 缓倾山坡露天开采方法 根据本矿的实际生产情况， 要提高产量， 必须降低生产剥采比， 而生产剥采比的降低 必须从东西区的开采方法着手， 解决东采区 的自身搭配问题。露天矿原设计采用以山顶 最上部沿矿体走向水平布置工作线， 逐层下 降的开采方法。为了缓解露天矿在西采区报 废后产量接续困难， 结合东采区的地质地形 条件， 对本区的开采方法进行新的探讨 4 、 l 对东区进行水平、 倾斜联合布置工作线 作业。东采区西段的缓山坡区沿矿体走向按 一 定的坡度工作线倾斜布置， 实现了东采区 的自 身搭配t 即浅部与深部的搭配开采， 所以 工作线倾斜布置是可能的。 表 1 主要生产设备爬坡能力 、4 ． 3 工作线倾斜布置其坡度的确定 ／ 敷 图1东采区 西段鹱山坡区地质地形 图2 沿煤层电j 剖面、 开拓定线图 见图 I 、 图2 东采区覆盖层厚度 2 ． O m ～ 4 ． O m， 西段山坡地形倾角在7 。 ～1 3 。 之问， 为 缓倾斜山坡。 如把原设计的水平分层， 工作线 沿走向水平布置 改为工作线倾斜与水平布 置相结合t 即对东段的山顶采用水平布置工 作线， 山顶西段的缓山坡区按一定的坡度倾 斜布置， 则可实现东采区的自 身搭配， 即实现 了浅部与深部的搭配开采。 4 ． 2 工作线倾斜布置的可能性 露天矿采用单斗一汽车问断工艺， 主要 设备的爬坡能力见表 I 。 在生产实践中证明， 电铲、 钻机及汽车在一定的坡度上可以顺利 本矿采用汽车运输t 因汽车运输爬坡能 力大， 机动灵活， 且空车上坡． 重车下坡． 可以 在 8 3 4 ’ 的坡面正常运行 { 在 实际生 产中， 电铲及潜孔钻在 8 的坡面上完全可 以顺利进行作业， 所以在东采区西段的缓山 坡区域沿矿体走向采用8 的坡度倾斜布置 工作线。 4 ． 4 开拓定线 东采区采煤工程已降深到 3 8 9 0 水平， 上 部台阶工作线为水平布置， 坑道已经形成。 为 了尽早实现搭配开采 从 3 8 8 0 水平开始采用 工作倾斜与水平联合布置 变坡点的确定 定在 3 8 9 Q水平初始掘沟 位置， 以下各水平的变坡点为 3 8 9 0水平初始 掘沟点的垂线与各水平工作线的交点 变坡点以西的缓山坡一段按 8 的公路 坡度沿矿体走向布置工作线， 变坡点以东水 平布置工作线。各水平的初始掘沟位置是从 变坡点处沿矿体走向向西按 8 的坡度作斜 线与地表的交点 因公路干线已经形成， 各台 阶的初始掘沟位置与公路干线采用水平线路 联络 见图 2 。 4 ． 5 生产剥采比 根据矿岩量累计计算， 进行生产剥采比 均衡， 其年限大于3 年， 剥采比均衡结果见图 3 。为了对工作线水平布置与工作线水平、 倾 斜联合布置进行比较， 对原设计方案工作线 水平布置也进行了剥采比均衡 见图3 维普资讯 露天采煤技术 1 9 9 7 年 第1 期 图3 V f p 生产剥采比均衡曲线 说明； ①图中a I b 为均衡直线的拐点- a 3 4 ． 6 1 t 1 4 1 B 0 ． b 1 2 7 0 2 ． 4 3 6 。 7 5 I ② | 】 “ 为倾斜、 水平联台布线的一， 二 期生产剥采比I 为水平布拽的一 二期生产晕 I 采比 工作线水平倾斜联合布置和水平布置的 生产剥采比比较见表 2 。 裹2 生产剽采比比较 单 位； ／ t 4 。 6 生产能力 露天矿不同生产阶段， 生产能力除受生 产剥采比影响外， 主要取决于综合生产能力 的大小。 露天矿每年的剥离生产能力按3 o 万 m 3 计算， 采煤量按二分之 算为剥离量， 露天的综合生产能力可按 3 5 万m 3 ／ a 进行计 算。各生产阶段的生产能力可按下式确定 AO _／ m0 。 5 式中A 一生产能力， 万t ／ a ； c 一 综合能力， 按 3 5 万m 3 ／ a 计算} l 1 ．一生产剥采比， n 1 3 ／ t ； 0 。 5 一将采煤量按一半折算为剥离量。 工作线倾斜、 水平联合布置， 生产能力为 9 ． 5 万 t ／ a } 工作线水平布置生产能力为7 ． 7 万t ／ a 。 工作线联合布置较水平布置在第一阶 段产量提高2 3 ． 4 ， 有利于生产接续。 1 4 5 经济评价 因工作线联合布置与水平布置， 在不同 生产阶段剥采比也不同， 在生产能力一定的 情况下， 各阶段产量取决于剥采比的大小 根 据本矿的实际情况， 为选择既经济又合理的 开采方法， 对两种不同的布线方式采用资金 的时间价值进行经济比较。资金的未来值用 复利法按一次偿付计算。计算式如下 S P 1 i 式中 i一利息率， 按 8 计算； P 一资金现值} s 一资金未来值} n 一服务年限与生产年之差 煤炭价格按 1 9 9 2 年热水地区现行售价 5 3 。 5 O 元／ t 计算 剥离和采煤单位综合成本 按6 。 5 0 元／ 和 9 。 5 0元／ t 计算． 露天矿西 采区报废后， 东采区生产到第 6 年末， 工作线 联合布置资金现值累计为 1 4 1 5 。 0 7 万元， 较 水平布置资金现值累计 9 4 4 ． 6 7 万元多 4 7 0 。 4 O 万元。如将此资金用于扩大再生产， 则工 作线联合布置的开采方法更为优越。在露天 矿终了， 工作线联合布置较水平布置方案资 金净值多 1 5 8 1 ． 6 5 万元。故前者经济效益好 于后者。 综上所述， 工作线联合布置较水平布置 有如下优点 工作线长度增大； 新水平开拓准 备周期长} 初期生产剥采比小产量大有利于 生产接续} 推迟了剥离洪峰， 产量较均衡； 经 济效益好。 6 结论 对先锋露天矿东采区这种在走NJ 缓倾 的山坡露天矿， 工作线纵向布置时， 可采用倾 斜或倾斜、 水平联合布置的开采方法。 作 作者筲介； 嚣广。 男t 3 5 岁， 工程师 现从事露天采矿工 维普资讯