论文部分内容阅读
摘 要：近水平露天煤矿汽车运输内排时期传统开拓运输系统通常采用绕两侧端帮建立内排运输通路，由于在端帮布置运输通路，造成端帮压煤，影响露天开采的经济效果，而且汽车运距长，运输成本大。为此提出了中间迈步式搭桥开拓运输系统的理论，即下部水平内排开拓运输系统通过横跨采空区建立。文章对露天煤矿内排时期下部水平开拓运输系统优化进行了研究分析，以供参考。
关键词：露天;煤矿;水平开拓;运输系统
1 前言
人类社会的进步与发展与资源的发现、开发利用是分不开的。煤炭资源是经济发展所需要的重要矿产资源，它不仅可以用于炼焦，同时也是重要的工业原料、在国民经济中占有重要的地位。在未来相当长时间内，煤炭作为主体能源的地位不会改变。进入21世纪，露天煤矿建设的新高潮正在兴起。国家《―十二五‖煤炭行业发展规划》中提出：新建煤矿以大型现代化煤矿为主，优先建设露天煤矿、特大型矿井和煤电一体化项目。目前，我国露天煤矿的年总产量已经达到5.2亿t原煤，全国露天煤矿远景总生产量将达到7亿t。目前，煤炭在我国一次性能源消费结构中所占比例约为70%，预计到2020年仍将会占到60%左右，将长期在我国一次能源结构中占主导地位。据全国第三次煤田预测结果，我国煤炭累计探明储量为10447.47亿吨，仅次于美国和俄罗斯，资源总量为5.57万亿吨，潜力巨大。在探明的储量中，烟煤占75%，无烟煤占12%，褐煤占13%;适合炼焦的原料煤占27%，动力煤占73%，基本满足国民经济发展中各行业对煤炭资源的需求。
2 开拓运输系统分类
为了建立露天采场各水平之间的矿岩运输通道，需要研究坑线的合理布置形式，露天矿开拓的形式有很多，按照运输设备的类型可以分为：铁道运输开拓;公路运输开拓;胶带输送机开拓;斜坡箕斗开拓;平硐溜井开拓;以上几种开拓运输方式的联合。露天矿铁路运输开拓的优点是吨公里运费低，运输能力大，能够进行长距离运输，且运输设备坚固耐用，维修及保养成本低;缺点是：进行铁路开拓时，需要设置专门的线路，展现时间长，延伸速度慢，同时增加了掘沟工程量以及补充扩帮量;采用铁路工作面移动坑线开拓时，需要在列车与挖掘机之间设置转载筛分设备，工作面装车时，由于挖掘机采掘物料的间断性，造成工作面列车等车时间增长，空车率增加。汽车运输开拓的优点是，汽车转弯半径小，限制坡度大，爬升能力强;由于汽车相对尺寸小，运输平盘宽度与公路运输相比小，所需补充扩帮量小。汽车运输具有机动灵活的特点，可以方便地变更装车地点，调节物料运输，在矿山基建时期，汽车运输可以加快矿山延伸速度，缩短基建时间;汽车运输开拓时的道路修建是在露天矿天然硬质路基基础上修建的，与铁道运输相比，修建成本低，修建时间短;道路移设与铁路开拓相比方便快捷。汽车运输开拓的缺点：受天气影响大，在雨季或冬季行车，容易造成事故，运输可靠性降低;汽车运输的经济合理运距约为3km，随着矿山采剥工程的增加使得汽车的运距在不断增加，汽车的吨公里运输成本将呈现指数增长;汽车在运行过程中，轮胎磨损快，汽车轮胎消耗大，维修与保养成本高;汽车在运行过程中会排放大量的尾气，由于采场形态与空间的特点，造成这些尾气集聚在矿坑当中，不易消散。带式输送机开拓凭借其单位运费低，可靠性高，线路移设较铁路具有灵活的特点，逐渐被大量露天矿山所采用，当山坡露天矿山的高差较大时，采用胶带开拓替代汽车开拓具有更大的优势。
带式输送机的机架在安装拆卸及移运过程中耗费的时间长，因此，在进行选线设计时，该种开拓方式受限多，其布线位置往往处于端帮或非工作帮处，当采用暗胶带经地下坑道运输时，为保证整个系统可靠性，应考虑将系统布置在围岩稳定的巷道内。在进行带式输送机运输时，物料移运之前需设置破碎装置，目前国内的破碎机按照其设置方式分为：自移式破碎机、半固定式破碎站、固定式破碎站。带式输送机开拓的缺点是：基建期投资大，布线周期长，基建工程量大，采用暗胶带布置时，设备安装及管理成本高，对采用综合工艺开采的矿山，当采用跨水平破台阶胶带运输时，对工艺系统影响大。斜坡箕斗运输开拓是在采场下部水平用汽车等运输设备将矿石转移至破碎站，经破碎站初步破碎后装入箕斗，提升至地面。山坡露天矿条件下，在山体一侧围岩坚硬处建立斜坡道，通过矿物自重运至山坡底处的储矿场或破碎站。
3 内排时期下部水平开拓运输系统优化
内排时期下部水平开拓运输系统由传统的双环内排（绕两侧端帮建立内排运输环线）或单环内排（绕一侧端帮建立内排运输环线）改在采场中部建立中间桥实现方式，在工作帮的推进过程中，对采场下部水平两侧端帮含煤台阶按帮坡稳定条件靠帮开采。下部水平内排通路系统通过横跨采空区建立（即通过中间桥连接）。中间桥可以是单桥或双桥。（1）中间搭单桥。下部水平内排运输通路通过横跨采空区的一个中间桥和在采场下部水平两侧端帮含煤台阶按边坡稳定条件靠帮开采后回填剥离物交替连接贯通。当横跨采空区的中间桥连通后，采端帮含煤台阶并靠帮，然后用剥离物回填，连接贯通端帮位置的运输通路;当端帮运输通路连通后，采横跨采空区中间桥所压的滞后煤。随着工作帮的推进，交替向前推进发展。（2）中间搭双桥。下部水平内排土运输通路通过横跨采空区的两个中间桥连接贯通。采场下部水平两侧端帮含煤台阶按边坡稳定条件靠帮开采后不回填建立内排运输通路。当左侧桥连通后，将右侧桥所压的滞后煤采出;当右侧桥连通后，将左侧桥所压的滞后煤采出。随着工作帮的推进，两中间桥交替使用向前推进发展。（3）桥体最佳移设步距。从运距角度考虑，移设步距大，意味着桥体长度大，采掘工作帮与排土工作帮之间的距离大，运距长，运费增加，桥移设步距越小越好;从重复剥离和电铲作业效益损失角度考虑，桥移设步距越小意味着桥的移设越频繁，每年的重复剥离总量越大，电铲的作业效益损失越大。
4 结束语
近水平露天煤矿汽车运输内排时期下部水平开拓运输系统由传统的在采场两侧端帮建立内排运输通路改在横跨采空区的采场中部建立，由此可以克服内排时期端帮运输通路压煤的问题。可以提高露天煤矿的端帮帮坡角，降低生产剥采比，减少汽车运距，增加企业的经济效益。
参考文献
[1]周昌寿，杜竞中，郭增涛，等1露天煤矿边坡稳定[M].徐州：中国矿业大学出版社，1990.
[2]中国矿业学院1露天采矿手册[M].北京：煤炭工业出版社，1987.
[3]舒继森，才庆祥，郝航程，等1可拓学理论在边坡破坏模式识别中的应用[J].中國矿业大学学报12005（5）.
[4]舒继森，才庆祥，车兆学1倾斜基底软岩排土场边坡失稳机理及防治措施[J].阜新矿业学院学报（自然科学版）11997（6）.
[5]刘勇1实施露井联合开采加强资源回收[J].露天采矿技术，2004（4）.
关键词：露天;煤矿;水平开拓;运输系统
1 前言
人类社会的进步与发展与资源的发现、开发利用是分不开的。煤炭资源是经济发展所需要的重要矿产资源，它不仅可以用于炼焦，同时也是重要的工业原料、在国民经济中占有重要的地位。在未来相当长时间内，煤炭作为主体能源的地位不会改变。进入21世纪，露天煤矿建设的新高潮正在兴起。国家《―十二五‖煤炭行业发展规划》中提出：新建煤矿以大型现代化煤矿为主，优先建设露天煤矿、特大型矿井和煤电一体化项目。目前，我国露天煤矿的年总产量已经达到5.2亿t原煤，全国露天煤矿远景总生产量将达到7亿t。目前，煤炭在我国一次性能源消费结构中所占比例约为70%，预计到2020年仍将会占到60%左右，将长期在我国一次能源结构中占主导地位。据全国第三次煤田预测结果，我国煤炭累计探明储量为10447.47亿吨，仅次于美国和俄罗斯，资源总量为5.57万亿吨，潜力巨大。在探明的储量中，烟煤占75%，无烟煤占12%，褐煤占13%;适合炼焦的原料煤占27%，动力煤占73%，基本满足国民经济发展中各行业对煤炭资源的需求。
2 开拓运输系统分类
为了建立露天采场各水平之间的矿岩运输通道，需要研究坑线的合理布置形式，露天矿开拓的形式有很多，按照运输设备的类型可以分为：铁道运输开拓;公路运输开拓;胶带输送机开拓;斜坡箕斗开拓;平硐溜井开拓;以上几种开拓运输方式的联合。露天矿铁路运输开拓的优点是吨公里运费低，运输能力大，能够进行长距离运输，且运输设备坚固耐用，维修及保养成本低;缺点是：进行铁路开拓时，需要设置专门的线路，展现时间长，延伸速度慢，同时增加了掘沟工程量以及补充扩帮量;采用铁路工作面移动坑线开拓时，需要在列车与挖掘机之间设置转载筛分设备，工作面装车时，由于挖掘机采掘物料的间断性，造成工作面列车等车时间增长，空车率增加。汽车运输开拓的优点是，汽车转弯半径小，限制坡度大，爬升能力强;由于汽车相对尺寸小，运输平盘宽度与公路运输相比小，所需补充扩帮量小。汽车运输具有机动灵活的特点，可以方便地变更装车地点，调节物料运输，在矿山基建时期，汽车运输可以加快矿山延伸速度，缩短基建时间;汽车运输开拓时的道路修建是在露天矿天然硬质路基基础上修建的，与铁道运输相比，修建成本低，修建时间短;道路移设与铁路开拓相比方便快捷。汽车运输开拓的缺点：受天气影响大，在雨季或冬季行车，容易造成事故，运输可靠性降低;汽车运输的经济合理运距约为3km，随着矿山采剥工程的增加使得汽车的运距在不断增加，汽车的吨公里运输成本将呈现指数增长;汽车在运行过程中，轮胎磨损快，汽车轮胎消耗大，维修与保养成本高;汽车在运行过程中会排放大量的尾气，由于采场形态与空间的特点，造成这些尾气集聚在矿坑当中，不易消散。带式输送机开拓凭借其单位运费低，可靠性高，线路移设较铁路具有灵活的特点，逐渐被大量露天矿山所采用，当山坡露天矿山的高差较大时，采用胶带开拓替代汽车开拓具有更大的优势。
带式输送机的机架在安装拆卸及移运过程中耗费的时间长，因此，在进行选线设计时，该种开拓方式受限多，其布线位置往往处于端帮或非工作帮处，当采用暗胶带经地下坑道运输时，为保证整个系统可靠性，应考虑将系统布置在围岩稳定的巷道内。在进行带式输送机运输时，物料移运之前需设置破碎装置，目前国内的破碎机按照其设置方式分为：自移式破碎机、半固定式破碎站、固定式破碎站。带式输送机开拓的缺点是：基建期投资大，布线周期长，基建工程量大，采用暗胶带布置时，设备安装及管理成本高，对采用综合工艺开采的矿山，当采用跨水平破台阶胶带运输时，对工艺系统影响大。斜坡箕斗运输开拓是在采场下部水平用汽车等运输设备将矿石转移至破碎站，经破碎站初步破碎后装入箕斗，提升至地面。山坡露天矿条件下，在山体一侧围岩坚硬处建立斜坡道，通过矿物自重运至山坡底处的储矿场或破碎站。
3 内排时期下部水平开拓运输系统优化
内排时期下部水平开拓运输系统由传统的双环内排（绕两侧端帮建立内排运输环线）或单环内排（绕一侧端帮建立内排运输环线）改在采场中部建立中间桥实现方式，在工作帮的推进过程中，对采场下部水平两侧端帮含煤台阶按帮坡稳定条件靠帮开采。下部水平内排通路系统通过横跨采空区建立（即通过中间桥连接）。中间桥可以是单桥或双桥。（1）中间搭单桥。下部水平内排运输通路通过横跨采空区的一个中间桥和在采场下部水平两侧端帮含煤台阶按边坡稳定条件靠帮开采后回填剥离物交替连接贯通。当横跨采空区的中间桥连通后，采端帮含煤台阶并靠帮，然后用剥离物回填，连接贯通端帮位置的运输通路;当端帮运输通路连通后，采横跨采空区中间桥所压的滞后煤。随着工作帮的推进，交替向前推进发展。（2）中间搭双桥。下部水平内排土运输通路通过横跨采空区的两个中间桥连接贯通。采场下部水平两侧端帮含煤台阶按边坡稳定条件靠帮开采后不回填建立内排运输通路。当左侧桥连通后，将右侧桥所压的滞后煤采出;当右侧桥连通后，将左侧桥所压的滞后煤采出。随着工作帮的推进，两中间桥交替使用向前推进发展。（3）桥体最佳移设步距。从运距角度考虑，移设步距大，意味着桥体长度大，采掘工作帮与排土工作帮之间的距离大，运距长，运费增加，桥移设步距越小越好;从重复剥离和电铲作业效益损失角度考虑，桥移设步距越小意味着桥的移设越频繁，每年的重复剥离总量越大，电铲的作业效益损失越大。
4 结束语
近水平露天煤矿汽车运输内排时期下部水平开拓运输系统由传统的在采场两侧端帮建立内排运输通路改在横跨采空区的采场中部建立，由此可以克服内排时期端帮运输通路压煤的问题。可以提高露天煤矿的端帮帮坡角，降低生产剥采比，减少汽车运距，增加企业的经济效益。
参考文献
[1]周昌寿，杜竞中，郭增涛，等1露天煤矿边坡稳定[M].徐州：中国矿业大学出版社，1990.
[2]中国矿业学院1露天采矿手册[M].北京：煤炭工业出版社，1987.
[3]舒继森，才庆祥，郝航程，等1可拓学理论在边坡破坏模式识别中的应用[J].中國矿业大学学报12005（5）.
[4]舒继森，才庆祥，车兆学1倾斜基底软岩排土场边坡失稳机理及防治措施[J].阜新矿业学院学报（自然科学版）11997（6）.
[5]刘勇1实施露井联合开采加强资源回收[J].露天采矿技术，2004（4）.