河曲露天煤矿二采区西部新水平开拓方法研究.pdf

工艺技术・Go gyi yu Jishu 河曲露天煤矿二采区西部新水平开拓方法研究 吕贵龙于海潮 1.1.山西煤炭进出口集团河曲旧县露天煤业有限公司，山西忻州0365000365002.2.大地工程开发集团有限公司，北京100102100102 摘要为了验证河曲露天煤矿釆用基坑法开拓新水平的合理性，对新水平开拓方式的选择、拉沟位置、降深时间及设备配置等进 行了探讨，并对露天矿道路行车密度进行了验证。实践证明，在现有 配 车的 业方式下，矿釆用基坑开拓方式 合理的。 关键词露天矿山；新水平开拓；降深时间；行车密度;基坑法 0引言 山西煤炭进出口集团河曲旧县露天煤矿位于河曲县 南2 7 k m处旧县乡范家梁村、硬地昴村、何家焉村一带,其行政 河曲县旧县乡，地理 为北39。0518“〜39。0945“, 东经111。0955“〜111。1350“。 大陆性半干旱型气候，气 大，四季分明，年最高气温38.6 3, -32 .8 4, 年平 8.8 5；平水发量1 953.90 mm，平均降水 460 mm，水集在 69 ；每年34 间 ， 风向多为西北， 3〜5级，大7 ， 为每 9 4月， 50天左右， 深度在1m ,大 冻结深度1.45 m。 河曲露天煤矿 在地 为 ，地 向NNE-NE,倾向NW,地层产状平缓，倾角1。〜2。，层埋藏较 , 矿开采对 为9 、10 、11 、12 、13 5 个可采煤层。露天采矿境界内可采原煤量为2 38.2 4 Mt，设计 生产能力为8 Mt/a,服务年限为27年。 河曲露天煤矿于2012 5 20开工建设，并于2018年达 到设 ， 了工业场地、选煤厂等主要地面设 施，采 推进首采转处，并 推进，夕卜 排弃完并实现了全部 项 现如图1所示。露 天矿采 推进首采转处，采用扇形转，后 水平推进方式。目前推进方向的硬地昴村剩余近3 000亩地征 租困难，工面推进工停滞不，严重影响了露天矿的正 常采剥 业，使得露天矿需提 接续开采二采 项目人员充 考虑开采 法搬迁的附着物旭阳选煤厂和下炭 水烽火台等以及增加采煤工线、较小的年推进度等因， 考虑在二采北部西侧重新进行拉沟，同时侧同步进行缓 帮业。 二采区北部西侧重新进行拉沟降段延伸的速度直接影响 空间、矿 、供煤稳定性以及 本等重要 指，为此，寻求一种具有操性、实用、经济的开拓延深方 案尤为 ， 二采北部西侧降深时间以及设备布置 ，为现 实 提 指 1二采区西坑开拓方式 1.1开拓方式的选择开拓方式的选择 本露天矿地处山西 西北部、 河 ， 的 地， ，水 流失严重,地形切割剧烈，冲沟 发 呈“ V 形。 露天矿开拓 坑道 同， 开拓方法 为 沟/ 沟/ 沟开拓法、 沟开拓法、直进沟开拓法、 合沟开拓 图1河曲旧县露天矿项目生产现状示意图 法、基坑延深开拓法 为 于本露天矿的 速降深， 提 实现 ，采用基坑法开拓新水平 对 拉沟 直降深法 合的延深程，在时间空间 证露天矿在基 I获 大的降深速度 1.2基坑法开拓顺序基坑法开拓顺序 1 在选定位置 出 沟的 度为 出“/ 初坑长度为 初出2 式中“为台阶高度，取12 m；出为出入沟长度；初为初坑长 度；为转 ,10 m；心为度，8； 本矿台阶高度为12 m, 55 t卡车转弯半径为10 m，坡道坡 度取8,则％出150 m,初170 m。 2 开段沟长度大于坑初长度即可。 3 在完 坑的开段沟度开拓， 设 备，在 坑的 同时进行 帮工 在完 坑 帮工 程 ， 形 基坑， 基坑 备完 ， 水平的 坑开拓工 程 进行 4 设备完 坑工 进行开段沟工 时， 设备在出 沟 侧进行 帮工 1.3基坑位置的选择及对拉开段沟基坑位置的选择及对拉开段沟 基坑工方式如图2所示。 为实现对拉开段沟，需在拉沟位置两端图2中A点和B 点 置 采设备1、2 对方 出入沟及开 段沟，在采掘设备1、2开掘开段沟时，同时布置采 设备 3、4 进行 帮， 形 基坑 对 拉沟基坑开采方法的 1基坑 降深， 88 Go ngyi yu Jishu工艺与技术 （2） 可布置采掘设备的工作面多； （3） 运输出口多； （4） 对拉开段沟一经贯通，本水平即可形成顺向运输通 道，可增加线路的实际通过能力。 图2基坑工作方式示意图 图3拉沟位置示意图 1.4新水平准备时间新水平准备时间 河曲旧县露天矿选用3 m3液压铲配合55 t卡车的租赁模 式开采。根据现场实际开采经验，一组挖掘设备的月生产能力为 8.3万m3,拉沟时生产能力折减85,其月能力为讦7.1万m3。 根据现场现有开采参数，出入沟宽度为20 m,运输平盘宽 度为20 m,最小工作平盘宽度为40 m,基建期拉沟线 度为 435 m， 工作线 可布置2组设备。 一 开掘出入沟工 为“ “14.08万m3,开段沟工程量（两 组设备对向掘出入沟开段沟）为“ “27.2万m3。 1及2采掘设备对向开挖出入沟 用时 为 1“ “1/2 , 开段沟所用时为 “ “2/2。共计2组设备，在出入沟进行开 段沟时，可再次调入2组设备（3、4）尾随1 2采掘设备 A、B 侧进行 工作，1及2成开段沟作 ，可在 A、B 侧进行 作业，两侧 进40 m ，可进行下一 水平的 工作。 1 2采掘设备开段沟时 ，3、4采掘设备 成 帮工 “T“2Q，两侧 工 为“ “57.6万m3, 时 为 3（“ “4“ “3）/4QQ。 ,水平备工作成了一 ， 周期时间为TTi2T32.2月， 用4组设备。 1.5二采区西坑拉沟位置的选择二采区西坑拉沟位置的选择 本矿 采 侧有 露 露出， ， 拉沟有 ， 进行 ，减 工 。 本矿 、 河 ， 的 ，形 ，采 侧 工作线 ， 采 侧 能 本矿的生产 模 ， 采 109 m拉沟，拉沟置 3。 1.6二采区西坑降深时间及设备布置二采区西坑降深时间及设备布置 AB处拉沟位置工作线 ，仅为435 m,每条工作线上 可布置2组设备。 AB拉沟位置 水平设备布置 4所示。 AB拉沟置 水平的时、设备配置 1 。 AB拉沟置 7.3月，8组挖掘设备 时工作。 2露天矿道路行车密度的验证 对于卡车运输的露天煤矿，行车密度直接影响自卸卡车 图4 A-B处拉沟位置降深水平设备布置 （西 东， A-B 卜 卜944（1、 、3沪黑沪黑4 （1 ）944 （2、 、4） /F932 C5, 1） 932 （5 1） 9我我（5、 、4）932 （6、 、3） ； \ 920 （2、 、7） 9加加（2、狗 、狗 920 （4、 、8） _____坑底_____坑底（3、郦、郦 表1 A-B处拉沟位置降深水平的时间、设备配置 降深水平/m拉沟及扩帮时 设备编号 （扩帮西） 设备编号 （掘沟） 设备编号 （扩帮东） 944 拉出入沟0.3个月-1、 2- 开段沟0.4个月-1、 2- 932 944 m1.5个月1、3 -2、 4、 拉出入沟0.3个月-5、6- 开段沟0.4个月-5、6- 920 944 m （同时） 1.5个月 到界，移至 932 m - 到界，移至 932 m 932 m1.5个月5、1- 6、 3 拉出入沟0.3个月-2、 4- 开段沟0.4个月-2、 4- 坑底 932 m （同时） 1.5 月5、1- 6、 3 920 m1.5 月2、 7- 4、 8 拉出入沟0.3 月-3、 6- 开段沟0.4 月-3、 6- 合计7.3个月--- 的行车 ，对露天矿 生产有 ，行车通 露天矿生产能力的关键因素。根据河曲露天煤矿采 掘场运输道路布置情况，本文对重点运输道路段进行了行车 密度验算。 2 .1最大车流密度计算最大车流密度计算 该露天矿最大行车度段为工业场采掘场运输道 路，此路段承担 采采出的19.89 Mm3剥离物以6 Mt河 曲露天选厂运商品运输工作，该 采掘场行车度 最 ，本文对该行车密度进行验算，以验证露天矿道路 通过能力 （下转第91页） 机电信息机电信息20202020年第年第2323期总第期总第629629期期8989 Go ngyi yu Jishu工“与技术 制工作模式包括4个环节（1）过滤，滤板合拢，开启过滤。（2） 。（3） 吹干。（4） 布洗涤。 立式 组 后,给料系统将料浆输送 组过腔,完成静过，经 、高风干燥、 洗涤 等工完成过，安装在机体上部的 油缸 紧相连 ，工作时 油缸驱动 紧板下压，将滤板组 密封状 态， 组打，滤布驱动装置启动，立式 用 马 达驱动滤布卷绕装置， 马达由主驱动和辅驱动两部分 组成，驱动扭矩的大小通过调 油力大小来 。 马达驱动布循运行，料饼被拖 组的过腔落入 两端的收集料斗。 布运行的同时，布清洗装置 动，高 对滤布进行清洗，待料全部被拖出后，完成一循环。 控制系统PLC为核心，通过各分散输入输 块实时控制底 执行构工控对系统进行监控。控制系统主部件有人 操作部分、显示模组、电控柜。其中，电控柜作为电气部件的 集成备，部主 PLC及其扩展块、光电纠偏关、 变频器、入料力变送器、接缝检测关、 力变送器等。 4西门子PLC在立式压滤机控制系统中的实际应用 本文 门子S7-300系列PLC作为压滤机电气控制系 统的控制主。 电气控制系统含 的控制变量， 对工艺流程中的 数 高， 对控制系 统 。根据 经验， 用CPU313C 高 CPU作为控制系统核心。 ，由于系统具有较多的输 入输点，系统还需扩展一数量的I/O块，通常用输 入/输混扩展块，满控制系统的I/O需求。门子不 同系列的CPU具有不同的 数，一些CPU集成了 I/O、点对点 接口以及PROFIBUS DP、PROFINET等功能，有些还包括了用 数字量和模拟量输入/输出的 块（SM）,用 连 点对点连的通 器，用高速计数、 /闭 及PID控制的 块。通过分布式中控制器扩展装置 相组合，SIMATIC S7-300 操作的块数量得 扩展。 立式 工作过程中 集相关的 量 量 控制的 ， 可通过PLC置 量扩 展模块来 。门子S7-300系列PLC和SM32 3 块相 ， 满足对 量数据集的准确度 ， 为 系统控制提供足够的驱动功率。变频器VFD370CP43B-21的 动通过中间电器 控制，将运 输 至PLC输入点。 之外，门子PLC控制系统一般还会置 相应的安全 及紧状态 ，以进一保 设备使用者的 安全。 5结语 PLC已经成为未来工控产 中不可忽略的重组成 部分， 门子PLC为核心构建的电气控制系统， 立 式 的安全、可运行。对 量集及控制等关 入分析基于PLC和扩展 块的相关 在基上 可靠的控制系统计方。 ［参考文献］［参考文献］ ［1］ 何军.BLZG38型全自动立式压滤机的开发设计［J］.过滤与分 离,2007,17（2）39-41. ［2］ 刘建民.用PLC实现立式压滤机的全自动控制［J］.自动化应 用，2 010（3）36-38. 收稿日期收稿日期2 02 0-06-16 作者简介作者简介刘建瑞（1986）,， ，助理工程师，研 究方向 电气自动 用 。 （上接第89页） 最大行车密度计算公式如下 式中为最大行车密度（辆/h）；“ “为通过的年运量） ； 为年 工作日数（d）；G G为卡车载重量，取55 t；K K）为时间利用系数，取 80； 2为卡车载重利用系数，取95； 3为运输不均衡系数， 一般取1.1〜1.5,本次取1.5。 计算可得，最大单车道路行车密度 110辆/h。 2.2允许车流密度计算允许车流密度计算 根据本矿生产条件，对车流密度按下式进行校验 1 000 c89 St 式中5为双车道条件下允许的最大车流密度（辆/h） ； C为卡 车运行速度，取15 k m/h； 为运行不均衡系数，取0.6； “为考 虑会车、交叉口及卡车制动等因素的安全系数，取0.35；S S为同 一方向卡车之间的安全距离，取25 5。 经计算，双车道条件下允许的最大车流密度为126辆/h。 根据最大单车道路年运量条件下的单向车流密度及双车 道条件下允许的最大车流密度数据可知，不会造成道路 ， 行车安全。 3结语 露天矿 方式选择的 会 矿山基建 工程量、基建投资、达产时间、矿山生产力、生产成本等重 。 矿利用 卡车的 作 方式,采用基 对向 程 可 最大速度 A 矿的经 A 矿 用基 方式 的。 ［参考文献］［参考文献］ ［1］ 时裕谦.用基坑法开拓近水平煤层建设大型露天矿［J］*煤炭 工程，1982（7）42 -46. ［2］ ，刘忠伟.露天矿新水平开拓方法［J］.煤炭技术,2014 （4） 163-165. 收稿日期收稿日期2 02 0-08-05 作者简介 作者简介 （1991 ）A A A 工 程 A 方向 。 机电信息机电信息20202020年第年第2323期总第期总第629629期期9191