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[摘 要]准东矿区有着丰富的煤炭资源,且煤层接近地表,在準东矿区有许多煤矿企业,因使用露天开采的方式较为经济,故矿区煤矿主要是露天开采,准东可采煤层煤类为特低-中灰分、低硫、特低-低磷、高热值的不粘煤(局部为长焰煤),可作为优质的火力发电、气化、工业锅炉用煤及民用煤,本文就对准东目前的露天采矿方法进行了简单阐述。
[关键词]露天煤矿 开采技术
中图分类号:TM74 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0028-01
一.前言
露天开采,又称为露天采矿,是一个移走矿体上的覆盖物,得到所需矿物的过程,从敞露地表的采矿场采出有用矿物的过程。露天开采作业主要包括穿孔、爆破、采装、运输和排土等流程。按作业的连续性,可分为间断式、连续式和半连续式。露天与地下开采相比,优点是资源利用充分、回采率高、贫化率低,适于用大型机械施工,建矿快,产量大,劳动生产率高,成本低,劳动条件好,生产安全。
二.准东露天矿地理位置
准东露天矿位于准东煤田西部矿区的东部,行政区划隶属吉木萨尔县三台镇管辖。国铁小黄山支线铁路延伸至幸福路口后,沿216国道至Z22号点向北引出神华铁路专用线,至36号点后分为两支,一支继续向东延伸至48号点,另一支向南与拟改建的228省道并行到达303省道附近,与拟建的兰新铁路北线连接。南侧有乌-奇公路,东侧有奇台—青河公路(省道228线),西侧有国道216线。
三.开采技术条件
1、工程地质条件顶板以泥岩、中细砂岩为主、次为粗砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩。底板主要以泥岩为主,次为中细砂岩、粉砂岩。2、水文地质条件该矿属顶底板直接进水、水文地质条件简单的矿床,水文地质勘探类型为二类一型。3、构造露天矿区内岩层为缓倾斜的简单单斜,沿走向和倾角产状变化不大,无断层破坏,构造类型为简单型。4、煤的自燃倾向性及煤尘爆炸危险性煤层容易自燃,煤尘具有爆炸危险性。
首采区位置应选在煤层埋藏较浅基建工程量少、初期生产剥采比较小的地段,勘探程度高煤质好,内外排条件好运输距离近、有利于地面工业场广的布置、有利于采区衔接过渡,便于矿山工程发展。
四.采矿方法
矿层上方的土称为表土。在尚未开发的表土带中埋设炸药,接着使用挖泥机、挖土机、卡车等设备移除表土。这些表土则被填入之前已开采的矿坑中。表土移除后,矿层将会暴露出来;这时将矿块钻碎或炸碎,使用卡车将矿砂运往选煤厂做进一步处理。当矿石开采完毕,在隔壁重复同样的步骤。按矿床分布情况,大体有以下采矿方法:
1、平缓矿床的采矿方法
①倒堆采矿法
剥离物用机械铲或索斗铲直接向前一采掘带采空区倒堆,采矿工作面紧随剥离工作面推进。在相同情况下,机械铲的重量约为索斗铲的1.8倍,因此剥离高台阶时,多用索斗铲。剥离更高的台阶可采用二次或多次倒堆。方案有一台机械铲配合一台索斗铲、二台索斗铲互相配合或仅用一台索斗铲兼作二次倒堆等。
②横运采矿法
剥离物用排土桥、悬臂排土机循垂直于工作线方向运往采空区,剥离台阶与采矿台阶推进的空间关系也受运输设备规格的限制,但不如倒堆采矿法那样严格。本法可适应更大的剥离厚度。
③纵运采矿法
剥离物沿工作线,绕过端帮,纵向运往采空区。本法不受采、运设备规格和剥离岩石厚度的限制,有较大灵活性。适用于单斗-机车车辆、单斗-(破碎机)带式输送机、单斗-汽车、轮斗-机车车辆-带式输送机等多种工艺。
2、倾斜矿床的采矿方法
基本上把剥离物运往外排土场,仅当采掘工作达到终了深度后,才能利用采空区内排。工作线的布置方式,基本有沿矿体走向布置和垂直矿体走向布置。
初始位置和推进方向的选择,应综合考虑矿床的地形地质条件、生产能力、运输方式、基建剥离量和生产剥采比的均衡等因素。倾斜矿床的生产剥采比在开采中是变化的。为了减少基建剥离量和推迟剥离高峰,平衡生产剥采比,改善经济效果,可以采取以下措施加陡工作帮坡角。
①组合台阶
用一台设备顺序采掘一组相邻的台阶,仅在采掘台阶上设工作平台,也可有其他方式。
②横采掘带
汽车运输的横向采掘带,相邻台阶尾随采掘,工作线横向布置,纵向推进。任一横断面上只有一个工作平台,每一台阶可设1~2台采掘设备。与组合台阶相比,本法可布置较多的采掘设备。
③分区分期开采
走向较长或面积较大的矿床,实行分区分期开采,优先开采矿体厚、品位高、覆盖薄和剥采比小的区域。
3、按运输方式不同开拓分类
按运输方式不同,露天煤矿开拓可以分为:公路运输开拓、铁路运输开拓、平硐溜井开拓、胶带运输开拓、斜坡提升开拓和联合开拓等。
4、准东露天煤矿使用的设备材料
根据准东矿区的地质条件和其他因素,主要使用的设备材料如下:①通风设备;②筛分设备,破碎设备,起重机,传输带,跳汰机,加压过滤机,浮选床;③压滤机,罐笼,水泵,自动控制系统,防爆电器,提升机,球磨机;④振动筛,输送机,脱水设备,重介旋流器,钩机,铲机,浮选机;⑤供电系统,潜孔钻提升设备,轴流式矿井通风机,钻采设备等。
五.开采现场的防水和排水
1、为防止开采现场受洪水等水灾威胁应根据地形条件设置地面防洪系统。从经济观点出发尽量在地面截住洪水避免流入坑底。同时还应在采掘场各平盘设置平盘排水沟防止工作面被淹或冲垮。自流排水方式安全可靠施工、管理和维护均较方便运营费用低故有条件时宜优先选用。
2、在降雨量及受雨面积较大的开采现场采用单一的排水系统往往是不经济的所以宜选用多种排水系统分段截流。
3、选择的开采现场排水方式必须确保采掘场不受水灾并能为采掘工作创制良好作业条件。因此选择技术经济合理的排水方式是采掘场排水设计中的重要环节。半固定泵站排水方式系指排水泵站随采掘平盘降深移动的排水方式移动泵站排水方式系指水泵船、潜水泵等排水方式。
4、井巷排水方式的優点是管理方便排水效果好可使开采现场经常保持无水状态能为采掘场工作创制良好条件它的缺点是井巷工程量大建设时间长投资多且需要专业的施工队伍因此使用井巷排水方式时应尽量利用旧巷改善其经济效益。
结语
因露天开采对自然环境影响较大,所以露天煤矿的决策者、管理者、采矿者应首先站在保护准东矿区生态环境的战略高度,要充分保护好五彩湾附近的一草一木及野生动物,为野生动物的生长和繁殖创造良好的条件,主动的通过采矿工程活动改善和重建周边地区的环境。露天煤矿建设开采的规划、初步设计要充分考虑开采至最终境界可能给准东矿区带来的环境问题和灾变。煤矿开采技术的成熟不仅会给企业带来巨大的经济效益,同时对合理开采资源、节能降耗、环境保护也起着巨大的作用。
参考文献
[1] 马瑞东,关于露天煤矿开采技术的探讨[J],地球,2014(11).
[2] 张雪源,关于露天煤矿开采技术若干问题的探讨[J],经济技术协作信息,2010(27):121-121.
[关键词]露天煤矿 开采技术
中图分类号:TM74 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0028-01
一.前言
露天开采,又称为露天采矿,是一个移走矿体上的覆盖物,得到所需矿物的过程,从敞露地表的采矿场采出有用矿物的过程。露天开采作业主要包括穿孔、爆破、采装、运输和排土等流程。按作业的连续性,可分为间断式、连续式和半连续式。露天与地下开采相比,优点是资源利用充分、回采率高、贫化率低,适于用大型机械施工,建矿快,产量大,劳动生产率高,成本低,劳动条件好,生产安全。
二.准东露天矿地理位置
准东露天矿位于准东煤田西部矿区的东部,行政区划隶属吉木萨尔县三台镇管辖。国铁小黄山支线铁路延伸至幸福路口后,沿216国道至Z22号点向北引出神华铁路专用线,至36号点后分为两支,一支继续向东延伸至48号点,另一支向南与拟改建的228省道并行到达303省道附近,与拟建的兰新铁路北线连接。南侧有乌-奇公路,东侧有奇台—青河公路(省道228线),西侧有国道216线。
三.开采技术条件
1、工程地质条件顶板以泥岩、中细砂岩为主、次为粗砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩。底板主要以泥岩为主,次为中细砂岩、粉砂岩。2、水文地质条件该矿属顶底板直接进水、水文地质条件简单的矿床,水文地质勘探类型为二类一型。3、构造露天矿区内岩层为缓倾斜的简单单斜,沿走向和倾角产状变化不大,无断层破坏,构造类型为简单型。4、煤的自燃倾向性及煤尘爆炸危险性煤层容易自燃,煤尘具有爆炸危险性。
首采区位置应选在煤层埋藏较浅基建工程量少、初期生产剥采比较小的地段,勘探程度高煤质好,内外排条件好运输距离近、有利于地面工业场广的布置、有利于采区衔接过渡,便于矿山工程发展。
四.采矿方法
矿层上方的土称为表土。在尚未开发的表土带中埋设炸药,接着使用挖泥机、挖土机、卡车等设备移除表土。这些表土则被填入之前已开采的矿坑中。表土移除后,矿层将会暴露出来;这时将矿块钻碎或炸碎,使用卡车将矿砂运往选煤厂做进一步处理。当矿石开采完毕,在隔壁重复同样的步骤。按矿床分布情况,大体有以下采矿方法:
1、平缓矿床的采矿方法
①倒堆采矿法
剥离物用机械铲或索斗铲直接向前一采掘带采空区倒堆,采矿工作面紧随剥离工作面推进。在相同情况下,机械铲的重量约为索斗铲的1.8倍,因此剥离高台阶时,多用索斗铲。剥离更高的台阶可采用二次或多次倒堆。方案有一台机械铲配合一台索斗铲、二台索斗铲互相配合或仅用一台索斗铲兼作二次倒堆等。
②横运采矿法
剥离物用排土桥、悬臂排土机循垂直于工作线方向运往采空区,剥离台阶与采矿台阶推进的空间关系也受运输设备规格的限制,但不如倒堆采矿法那样严格。本法可适应更大的剥离厚度。
③纵运采矿法
剥离物沿工作线,绕过端帮,纵向运往采空区。本法不受采、运设备规格和剥离岩石厚度的限制,有较大灵活性。适用于单斗-机车车辆、单斗-(破碎机)带式输送机、单斗-汽车、轮斗-机车车辆-带式输送机等多种工艺。
2、倾斜矿床的采矿方法
基本上把剥离物运往外排土场,仅当采掘工作达到终了深度后,才能利用采空区内排。工作线的布置方式,基本有沿矿体走向布置和垂直矿体走向布置。
初始位置和推进方向的选择,应综合考虑矿床的地形地质条件、生产能力、运输方式、基建剥离量和生产剥采比的均衡等因素。倾斜矿床的生产剥采比在开采中是变化的。为了减少基建剥离量和推迟剥离高峰,平衡生产剥采比,改善经济效果,可以采取以下措施加陡工作帮坡角。
①组合台阶
用一台设备顺序采掘一组相邻的台阶,仅在采掘台阶上设工作平台,也可有其他方式。
②横采掘带
汽车运输的横向采掘带,相邻台阶尾随采掘,工作线横向布置,纵向推进。任一横断面上只有一个工作平台,每一台阶可设1~2台采掘设备。与组合台阶相比,本法可布置较多的采掘设备。
③分区分期开采
走向较长或面积较大的矿床,实行分区分期开采,优先开采矿体厚、品位高、覆盖薄和剥采比小的区域。
3、按运输方式不同开拓分类
按运输方式不同,露天煤矿开拓可以分为:公路运输开拓、铁路运输开拓、平硐溜井开拓、胶带运输开拓、斜坡提升开拓和联合开拓等。
4、准东露天煤矿使用的设备材料
根据准东矿区的地质条件和其他因素,主要使用的设备材料如下:①通风设备;②筛分设备,破碎设备,起重机,传输带,跳汰机,加压过滤机,浮选床;③压滤机,罐笼,水泵,自动控制系统,防爆电器,提升机,球磨机;④振动筛,输送机,脱水设备,重介旋流器,钩机,铲机,浮选机;⑤供电系统,潜孔钻提升设备,轴流式矿井通风机,钻采设备等。
五.开采现场的防水和排水
1、为防止开采现场受洪水等水灾威胁应根据地形条件设置地面防洪系统。从经济观点出发尽量在地面截住洪水避免流入坑底。同时还应在采掘场各平盘设置平盘排水沟防止工作面被淹或冲垮。自流排水方式安全可靠施工、管理和维护均较方便运营费用低故有条件时宜优先选用。
2、在降雨量及受雨面积较大的开采现场采用单一的排水系统往往是不经济的所以宜选用多种排水系统分段截流。
3、选择的开采现场排水方式必须确保采掘场不受水灾并能为采掘工作创制良好作业条件。因此选择技术经济合理的排水方式是采掘场排水设计中的重要环节。半固定泵站排水方式系指排水泵站随采掘平盘降深移动的排水方式移动泵站排水方式系指水泵船、潜水泵等排水方式。
4、井巷排水方式的優点是管理方便排水效果好可使开采现场经常保持无水状态能为采掘场工作创制良好条件它的缺点是井巷工程量大建设时间长投资多且需要专业的施工队伍因此使用井巷排水方式时应尽量利用旧巷改善其经济效益。
结语
因露天开采对自然环境影响较大,所以露天煤矿的决策者、管理者、采矿者应首先站在保护准东矿区生态环境的战略高度,要充分保护好五彩湾附近的一草一木及野生动物,为野生动物的生长和繁殖创造良好的条件,主动的通过采矿工程活动改善和重建周边地区的环境。露天煤矿建设开采的规划、初步设计要充分考虑开采至最终境界可能给准东矿区带来的环境问题和灾变。煤矿开采技术的成熟不仅会给企业带来巨大的经济效益,同时对合理开采资源、节能降耗、环境保护也起着巨大的作用。
参考文献
[1] 马瑞东,关于露天煤矿开采技术的探讨[J],地球,2014(11).
[2] 张雪源,关于露天煤矿开采技术若干问题的探讨[J],经济技术协作信息,2010(27):121-121.