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【摘 要】针对小龙潭煤矿露天剥采比逐渐增大、采剥工作面与排土场（汽车上坡运输）高差越来越大、采矿成本越来越高的情况，矿山急切寻找一种较为低廉的废石运输方式。在综合分析小龙潭煤矿现有露天开拓运输系统的基础上，通过经济、技术分析，对其胶带输送机的露天运输方式的可行性进行了研究与分析。
【关键词】露天运输方式；胶带输送机；可行性研究与分析
引言
在露天开采的矿山中，矿岩运输是露天开采中的决定性环节，其基建投资约占總基建费用的40%～60%，运输成本约占矿石总成本的50%以上，因此，运输方式的选择在露天矿建设中占有举足轻重的地位。
目前，国内绝大多数露天矿运输系统所采用的运输方式均为传统的汽车运输方式，而传统的汽车运输方式存在诸多不足，如运输道路占用土地量过多，基建费用较高；所需运输装备数量、购置费用、运输费用、维护费用越来越多；使用汽车运输需要消耗大量的能源，环境污染大，二氧化碳排放量大，不利于建设绿色环保矿山；边帮维护量大，随着采深增加，开采境界越来越大，剥采比也越来越大，运输成本越来越高等。这些难题所带来的负面影响将随着矿山的开采水平的下降而越来越凸显，若不能有效解决露天矿运输这个问题，矿山的进一步发展将受到极大阻碍[1-10]。基于此点，本文以小龙潭露天煤矿的运输系统为研究对象，对其对其胶带输送机的露天运输方式的可行性进行了研究与分析。
1.小龙潭煤矿简介
云南省小龙潭矿务局属国有煤炭生产企业，是国家批准的大型煤炭基地——云贵煤炭基地重点矿区之一，是云南省重要的能源生产基地，主要生产褐煤，下辖小龙潭、布沼坝两个露天煤矿和机修、建筑等单位。
小龙潭矿务局依靠科技不断发展，经过四期扩建和三次技改，建成了国家二级企业、部级质量标准化矿务局、全国特级安全高效露天矿。在发展建设中，不断探索创新，曾在国内首家采用斗轮挖掘机——胶带运输机——排土机连续开采工艺；在运输上率先采用长距离胶带廊道直接向坑口电厂送煤。生产工艺先进，进口生产设备占70%左右。近年来从德国引进半移动式锤式滚轴破碎站等生产设备，使连续、半连续生产工艺更加完善，生产能力大幅提高，至2007年，进入年产千万吨级露天矿行列。
小龙潭矿务局资源储量5.5亿吨，其中小龙潭0.2亿吨，布沼坝5.3亿吨。目前进行的五期扩建工程（布沼坝）经国家发改委核准立项，是云南省“双百”重点建设项目，2008年3月正式全面开工建设，建成后煤产量将达1300万吨/年，企业发展前景广阔。
2.小龙潭煤矿胶带运输系统
小龙潭矿务局下属小龙潭和布沼坝两个露天矿山，小龙潭煤矿剥离物及褐煤产品胶带运输系统已拆除，采剥量较小，主采区位于南盘江南边的布沼坝井田。布沼坝煤矿现有一条从采区至小龙潭电厂的胶带运输系统，运输褐煤产品，另有一条从采区至龙桥排土场的胶带运输系统，运输剥离物。
2.1工程地质条件
小龙潭煤田是新第三纪小龙潭煤系地层构成的山间向斜盆地。此盆地为一椭圆形向斜构造，长轴方向北东—西南，全长约5km；短轴方向北西—南东，宽约2.43km。区内三条较大的断层（F2、F3、F4）形成了煤田的东、西、南自然边界。南盘江为区内最大河流，横切盆地腰部，将小龙潭煤田分割成江南、江北两个井田，即江南布沼坝露天煤矿和江北的小龙潭露天煤矿。
2.2布沼坝露天煤矿开采条件
布沼坝露天煤矿属高原坪坝地形，西部为高山，沿东南方向逐步平坦。本矿开采煤层为单一巨厚煤层，煤层倾角一般为8°～15°，平均厚度139m，煤层需进行松动爆破后采装。露天矿剥离物多为软岩，含水量较大。五期扩建平均剥采比为0.87m3/t，目前生产剥采比为1.0m3/t。矿区旱雨季节分明，雨季较长（5月初至10月末）。目前最低开采水平为960米。
2.3物料条件
布沼坝露天煤矿采用半连续工艺的物料有泥灰岩剥离和褐煤开采。泥灰岩属不坚固岩石，约占露天矿剥离物总量的40%，运往外排土场排弃，具有工程量大、外排运距远的特点。
褐煤层为布沼坝井田中岩石力学强度较大的一层，但普氏硬度系数一般不大于2，煤层层间夹矸多为很薄的含炭粘土岩夹数层含炭灰岩。布沼坝露天矿岩物理力学指标见下表1。
2.4排土场概况
布沼坝露天矿共有新邓耳和龙桥两个排土场。龙桥排土场位于布沼坝露天矿采场西部约1km处，地形平缓，石灰岩基底，一般坡度为10°左右，为布沼坝露天矿的主要排土场。龙桥排土场境界范围上部以1525等高线为界，下部以1225等高线为界，西至狮子山，东至东部山脊，南北长约3.3km，东西宽约2.1km，面积近6.57km2，最终排弃高度300m。目前已排至1415米水平，剩余容量约为2.2亿m3。
新邓耳排土场位于布沼坝露天矿南部境界外，小龙潭盆地南部沟谷中。排土场下部境界距采场最终境界1.7km。排土场南北长3.4km，东西宽1.7km。排土场最低高标高为1200.0m，最终排土标高1530m。新邓耳排土场主要由南洞沟组成，利用沟谷进行排土，占地346.17hm2，实方排土容量为2.0亿m3。布沼坝露天煤矿采场及外排土场相对位置如图1。
目前布沼坝露天矿使用的是龙桥排土场，新邓耳排土场还未使用。
2.5剥离物胶带运输系统
布沼坝露天矿剥离废石采用单独的汽车运输和胶带运输系统两种方式。2012年排放废石量1600万m3，汽车运输1200万m3（运距8.5km），胶带运输400万m3，胶带只占总量的1/4，是历年来最大运量。目前，移动破碎站安置水平为963m，排土标高1415m，高差452m。
（1）胶带运输工艺
（2）设备
破碎机：2台，德国DBT公司生产的锤式滚轴破碎机，串联配置。单台处理能力：2200m3/h（松方），允许最大块度小于1500mm，排料粒度小于300mm。目前安装水平1063米。
胶带运输机：带宽1.2米，带速4.0米/秒，最大倾角14度。胶带总长6km，上行胶带3.6km。
排土机：PL-2400一台。排土能力2400m3/h（松方），排料臂回转半径40m，受料半径18m，排料臂上排高度13m，排料臂下排高度3m。
（3）工作制度和运行机制
布沼坝露天矿废石胶带运输系统，战线长、雨季影响大、易损件多、排土胶带及设备移动等原因，实际年运行天数不足200天，每天工作两班，早班以更换易损件、检修为主。该系统外包其它动作。
（4）系统投资及运行费用
胶带运输机投资7000万元（含土建），破碎机2400万元，排土机为上世纪90年代的设备。
胶带运输系统运行成本大约20元/立方。
3.结论
3.1通过现场踏勘，与小龙潭矿务局领导、专业人员进行交流、沟通、咨询，小龙潭和布沼坝两个露天矿山实际为一个矿体，中间因南盘江流过而分成两个露天矿，南盘江压覆约2亿吨褐煤，小龙潭矿务局计划修改河道，开采南盘江压覆的资源。小龙潭煤层厚、矿体分布集中、剥采比小、排土条件优越，是开采条件很好的大型矿山。
3.2小龙潭煤矿剥离物及产品胶带运输系统均已拆除，布沼坝煤矿有产品胶带运输系统（至小龙潭电厂）和剥离物胶带运输系统两条输送系统。长距离运输、大运输量运输，胶带运输要比汽车运输成本低。
3.3布沼坝露天矿范围及排土场空间较大，剥离工作面下降水平速度较慢，移动破碎站和移动卸料胶带机移动频率不高。如果在昆阳矿采用胶带运输剥离物，运输成本要比布沼坝矿高。
3.4本次实地考察调研表明，从技术的角度讲，小龙潭剥离物采用胶带运输没有问题，但由于扩建后的小龙潭采场分散、集中度不高，排土场容量较小且动态变化，采场高差不大，大部分在80m以内，汽车运输平均距离均在3Km以内，从经济角度看，是否采用胶带运输方式或者胶带-汽车联合运输方式，需要总体考虑矿山的剥离量、3-5年的开采规划方案、采掘最终水平线、采空区最大排土容量、破碎机移动方式、排土方式等，再与汽车运输方式进行比较。
【关键词】露天运输方式；胶带输送机；可行性研究与分析
引言
在露天开采的矿山中，矿岩运输是露天开采中的决定性环节，其基建投资约占總基建费用的40%～60%，运输成本约占矿石总成本的50%以上，因此，运输方式的选择在露天矿建设中占有举足轻重的地位。
目前，国内绝大多数露天矿运输系统所采用的运输方式均为传统的汽车运输方式，而传统的汽车运输方式存在诸多不足，如运输道路占用土地量过多，基建费用较高；所需运输装备数量、购置费用、运输费用、维护费用越来越多；使用汽车运输需要消耗大量的能源，环境污染大，二氧化碳排放量大，不利于建设绿色环保矿山；边帮维护量大，随着采深增加，开采境界越来越大，剥采比也越来越大，运输成本越来越高等。这些难题所带来的负面影响将随着矿山的开采水平的下降而越来越凸显，若不能有效解决露天矿运输这个问题，矿山的进一步发展将受到极大阻碍[1-10]。基于此点，本文以小龙潭露天煤矿的运输系统为研究对象，对其对其胶带输送机的露天运输方式的可行性进行了研究与分析。
1.小龙潭煤矿简介
云南省小龙潭矿务局属国有煤炭生产企业，是国家批准的大型煤炭基地——云贵煤炭基地重点矿区之一，是云南省重要的能源生产基地，主要生产褐煤，下辖小龙潭、布沼坝两个露天煤矿和机修、建筑等单位。
小龙潭矿务局依靠科技不断发展，经过四期扩建和三次技改，建成了国家二级企业、部级质量标准化矿务局、全国特级安全高效露天矿。在发展建设中，不断探索创新，曾在国内首家采用斗轮挖掘机——胶带运输机——排土机连续开采工艺；在运输上率先采用长距离胶带廊道直接向坑口电厂送煤。生产工艺先进，进口生产设备占70%左右。近年来从德国引进半移动式锤式滚轴破碎站等生产设备，使连续、半连续生产工艺更加完善，生产能力大幅提高，至2007年，进入年产千万吨级露天矿行列。
小龙潭矿务局资源储量5.5亿吨，其中小龙潭0.2亿吨，布沼坝5.3亿吨。目前进行的五期扩建工程（布沼坝）经国家发改委核准立项，是云南省“双百”重点建设项目，2008年3月正式全面开工建设，建成后煤产量将达1300万吨/年，企业发展前景广阔。
2.小龙潭煤矿胶带运输系统
小龙潭矿务局下属小龙潭和布沼坝两个露天矿山，小龙潭煤矿剥离物及褐煤产品胶带运输系统已拆除，采剥量较小，主采区位于南盘江南边的布沼坝井田。布沼坝煤矿现有一条从采区至小龙潭电厂的胶带运输系统，运输褐煤产品，另有一条从采区至龙桥排土场的胶带运输系统，运输剥离物。
2.1工程地质条件
小龙潭煤田是新第三纪小龙潭煤系地层构成的山间向斜盆地。此盆地为一椭圆形向斜构造，长轴方向北东—西南，全长约5km；短轴方向北西—南东，宽约2.43km。区内三条较大的断层（F2、F3、F4）形成了煤田的东、西、南自然边界。南盘江为区内最大河流，横切盆地腰部，将小龙潭煤田分割成江南、江北两个井田，即江南布沼坝露天煤矿和江北的小龙潭露天煤矿。
2.2布沼坝露天煤矿开采条件
布沼坝露天煤矿属高原坪坝地形，西部为高山，沿东南方向逐步平坦。本矿开采煤层为单一巨厚煤层，煤层倾角一般为8°～15°，平均厚度139m，煤层需进行松动爆破后采装。露天矿剥离物多为软岩，含水量较大。五期扩建平均剥采比为0.87m3/t，目前生产剥采比为1.0m3/t。矿区旱雨季节分明，雨季较长（5月初至10月末）。目前最低开采水平为960米。
2.3物料条件
布沼坝露天煤矿采用半连续工艺的物料有泥灰岩剥离和褐煤开采。泥灰岩属不坚固岩石，约占露天矿剥离物总量的40%，运往外排土场排弃，具有工程量大、外排运距远的特点。
褐煤层为布沼坝井田中岩石力学强度较大的一层，但普氏硬度系数一般不大于2，煤层层间夹矸多为很薄的含炭粘土岩夹数层含炭灰岩。布沼坝露天矿岩物理力学指标见下表1。
2.4排土场概况
布沼坝露天矿共有新邓耳和龙桥两个排土场。龙桥排土场位于布沼坝露天矿采场西部约1km处，地形平缓，石灰岩基底，一般坡度为10°左右，为布沼坝露天矿的主要排土场。龙桥排土场境界范围上部以1525等高线为界，下部以1225等高线为界，西至狮子山，东至东部山脊，南北长约3.3km，东西宽约2.1km，面积近6.57km2，最终排弃高度300m。目前已排至1415米水平，剩余容量约为2.2亿m3。
新邓耳排土场位于布沼坝露天矿南部境界外，小龙潭盆地南部沟谷中。排土场下部境界距采场最终境界1.7km。排土场南北长3.4km，东西宽1.7km。排土场最低高标高为1200.0m，最终排土标高1530m。新邓耳排土场主要由南洞沟组成，利用沟谷进行排土，占地346.17hm2，实方排土容量为2.0亿m3。布沼坝露天煤矿采场及外排土场相对位置如图1。
目前布沼坝露天矿使用的是龙桥排土场，新邓耳排土场还未使用。
2.5剥离物胶带运输系统
布沼坝露天矿剥离废石采用单独的汽车运输和胶带运输系统两种方式。2012年排放废石量1600万m3，汽车运输1200万m3（运距8.5km），胶带运输400万m3，胶带只占总量的1/4，是历年来最大运量。目前，移动破碎站安置水平为963m，排土标高1415m，高差452m。
（1）胶带运输工艺
（2）设备
破碎机：2台，德国DBT公司生产的锤式滚轴破碎机，串联配置。单台处理能力：2200m3/h（松方），允许最大块度小于1500mm，排料粒度小于300mm。目前安装水平1063米。
胶带运输机：带宽1.2米，带速4.0米/秒，最大倾角14度。胶带总长6km，上行胶带3.6km。
排土机：PL-2400一台。排土能力2400m3/h（松方），排料臂回转半径40m，受料半径18m，排料臂上排高度13m，排料臂下排高度3m。
（3）工作制度和运行机制
布沼坝露天矿废石胶带运输系统，战线长、雨季影响大、易损件多、排土胶带及设备移动等原因，实际年运行天数不足200天，每天工作两班，早班以更换易损件、检修为主。该系统外包其它动作。
（4）系统投资及运行费用
胶带运输机投资7000万元（含土建），破碎机2400万元，排土机为上世纪90年代的设备。
胶带运输系统运行成本大约20元/立方。
3.结论
3.1通过现场踏勘，与小龙潭矿务局领导、专业人员进行交流、沟通、咨询，小龙潭和布沼坝两个露天矿山实际为一个矿体，中间因南盘江流过而分成两个露天矿，南盘江压覆约2亿吨褐煤，小龙潭矿务局计划修改河道，开采南盘江压覆的资源。小龙潭煤层厚、矿体分布集中、剥采比小、排土条件优越，是开采条件很好的大型矿山。
3.2小龙潭煤矿剥离物及产品胶带运输系统均已拆除，布沼坝煤矿有产品胶带运输系统（至小龙潭电厂）和剥离物胶带运输系统两条输送系统。长距离运输、大运输量运输，胶带运输要比汽车运输成本低。
3.3布沼坝露天矿范围及排土场空间较大，剥离工作面下降水平速度较慢，移动破碎站和移动卸料胶带机移动频率不高。如果在昆阳矿采用胶带运输剥离物，运输成本要比布沼坝矿高。
3.4本次实地考察调研表明，从技术的角度讲，小龙潭剥离物采用胶带运输没有问题，但由于扩建后的小龙潭采场分散、集中度不高，排土场容量较小且动态变化，采场高差不大，大部分在80m以内，汽车运输平均距离均在3Km以内，从经济角度看，是否采用胶带运输方式或者胶带-汽车联合运输方式，需要总体考虑矿山的剥离量、3-5年的开采规划方案、采掘最终水平线、采空区最大排土容量、破碎机移动方式、排土方式等，再与汽车运输方式进行比较。