靈泉露天礦露煤開采工藝實(shí)踐

靈泉露天礦露煤開采工藝實(shí)踐

一、靈泉露天煤礦技術(shù)改造靈泉露天礦位于臨汾牧場(chǎng)西部。這是扎赫通訊社下屬的唯一露天礦。井田南北走向長(zhǎng)為4.1公里,東西傾斜寬為2.3公里,井田總面積為9.43平方公里,地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,煤層賦存條件穩(wěn)定,煤層平均厚度26米,傾角8～12度。開采煤炭為低灰、低硫、低磷、含腐殖酸及少量褐煤蠟的優(yōu)質(zhì)褐煤,可作為動(dòng)力用煤、化工用煤及民用煤。靈泉露天煤礦始建于1960年6月,于1966年5月正式投產(chǎn),初期設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為60萬噸,1974年靈泉露天煤礦進(jìn)行了擴(kuò)建技術(shù)改造,于1982年竣工投產(chǎn),將設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力提高到180萬噸,由于設(shè)備更新不足、環(huán)節(jié)能力不匹配,煤炭產(chǎn)量一直未能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模。1996年又進(jìn)行了運(yùn)輸系統(tǒng)改造,1999年建成端幫斜巷強(qiáng)力皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)和坑下受煤系統(tǒng),進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。為了加大對(duì)資源的回收及有效利用,2005年靈泉露天煤礦與遼寧技術(shù)大學(xué)聯(lián)合論證,確定了對(duì)坑下F4預(yù)留煤壁進(jìn)行開采的方案,由于該地段地質(zhì)條件復(fù)雜以及與井工礦的壓盤關(guān)系,采用了汽車運(yùn)輸工藝,綜合能效顯著提高,實(shí)現(xiàn)了當(dāng)年投產(chǎn)當(dāng)年見效,并于當(dāng)年收回全部投資。二、露天礦深部開采工藝方案露天礦原用鐵道運(yùn)輸工藝受開采深度影響,致使露天礦剝采比過大,如繼續(xù)用原工藝進(jìn)行生產(chǎn),將很難取得較大經(jīng)濟(jì)效益,經(jīng)分析研究,結(jié)合先期部分汽車工藝改造試生產(chǎn),確定露天礦深部改造廢除原有鐵道運(yùn)輸工藝,全部采用單斗--汽車工藝,該工藝具有機(jī)動(dòng)靈活,適應(yīng)性強(qiáng),所需拉溝及工作線短,基建工程量小,投資少,見效快,建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)該工藝便于分期分區(qū)開采,可實(shí)現(xiàn)橫采內(nèi)排,人員少,效率高。三、為工作場(chǎng)所配置和推廣方法工作線東西布置,向北推進(jìn)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)有利于縮短運(yùn)距,改善運(yùn)輸?shù)缆焚|(zhì)量,及早實(shí)現(xiàn)內(nèi)排,進(jìn)行邊坡壓腳,增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。四、煤層頂板降深該礦田為緩傾斜煤層,降深方式采用沿煤層頂板降深,(降深第一采煤臺(tái)階,有空間位置后降深第二個(gè)采煤臺(tái)階),掘溝方式采用一次全斷面水平裝車方式。五、中麻黃采用橫向布置短工作線沿縱向推進(jìn),將兩個(gè)臺(tái)階劃為一組,每組組合臺(tái)階中同一時(shí)間只有一個(gè)臺(tái)階進(jìn)行作業(yè),相鄰分組臺(tái)階工作電鏟不能位于一個(gè)剖面上,同方向采裝作業(yè)相互縱向應(yīng)錯(cuò)開一定距離,一般不小于50m(根據(jù)煤礦安全規(guī)程取值)。這種方式可加大工作幫坡角,調(diào)節(jié)初期生產(chǎn)剝采比。六、新水平運(yùn)營(yíng)模式煤壁回采方式與山坡露天礦新水平開拓方式相近,各水平均是東西方向擴(kuò)幫作業(yè),即上部水平擴(kuò)幫——開段溝——擴(kuò)幫——新水平準(zhǔn)備完畢。七、聯(lián)合運(yùn)輸工藝本次深部改造主要采用橫采內(nèi)排的開采方法。2009年1-7月采用現(xiàn)有單斗-鐵道和汽車聯(lián)合的生產(chǎn)工藝,8月全部采用單斗-汽車工藝,拆除露天礦坑內(nèi)所有鐵道運(yùn)輸設(shè)備,增加汽車運(yùn)輸能力,汽車運(yùn)輸從南區(qū)往北區(qū)采用橫采內(nèi)排,一次將最終幫坡角提高到位。八、采煤法露天礦開采煤層為Ⅱ2-1煤層、Ⅱ2-2煤層、Ⅱ3煤層1、平臺(tái)上的三角巖沿Ⅱ2-1煤層頂板拉溝露煤,底板向頂板推進(jìn),當(dāng)巖層厚度達(dá)到10m時(shí),再進(jìn)行水平擴(kuò)幫推進(jìn),三角巖由推土機(jī)輔助作業(yè),推到巖層工作面底部,由電鏟裝車。采煤為下一水平擴(kuò)幫推進(jìn)。2、2-2煤層開采方法由于Ⅱ2-2煤層厚度較小,一般在3m左右,隨著開采夾層巖石,進(jìn)行分層開采或選采,達(dá)到采煤的目的。3、3煤層開采方法Ⅱ3煤層開采方法同Ⅱ2-1開采方法相同。九、參數(shù)配置1、樓梯高度按露天礦生產(chǎn)條件及使用挖掘機(jī)型號(hào),確定臺(tái)階高度為10米。2、樓梯傾斜角按露天礦生產(chǎn)情況及采礦生產(chǎn)技術(shù)要求,臺(tái)階坡面角取60度。3、挖掘半徑的確定在開采不需爆破的松軟土巖時(shí),采掘帶寬度受限于挖掘機(jī)的挖掘半徑,一般可在下列范圍內(nèi)選取:A=(1.0-1.5)Rwpm式中Rwp——挖掘機(jī)站立水平的挖掘半徑,WD-400型挖掘機(jī)Rwp為9.26m。挖溝機(jī)最大挖掘半徑為11.18m。A1=9.26～13.89mA2=11.18～16.77這里需要說明的是在本設(shè)計(jì)中確定最小工作平盤寬度為36m,如果采掘帶寬度Rwp取12m,則挖掘機(jī)完成三幅采寬36m,即達(dá)到最小工作平盤寬度,這樣利于組織生產(chǎn),簡(jiǎn)化生產(chǎn)作業(yè)程序,因此取采掘帶寬度A為12m。4、雙車道路面寬度①路面寬度由露天采礦手冊(cè)第三冊(cè)表8-2-20查得單車道路面寬度為6m,雙車道路面寬度為10.5m。②路肩寬度,由采礦手冊(cè)第三冊(cè)表8-2-22知在0.75～1.5之間,本設(shè)計(jì)如果一側(cè)路肩處在臺(tái)階坡頂邊緣處,則應(yīng)設(shè)置路護(hù)堤,護(hù)堤底寬3m,高為2/5車輪高度取1m。5、運(yùn)輸平臺(tái)的寬度由采礦手冊(cè)第三冊(cè)表8-2-23知單車道運(yùn)輸平臺(tái)為18m,雙車道運(yùn)輸平臺(tái)為24m。6、rk+2e-2kmtg式采用在挖掘機(jī)后部折返調(diào)車,斷面較小,有利于提高掘溝速度。按汽車:bmin=Rmin+1/2Bc+1/2Lc+2e(露天采礦手冊(cè)16-10-11)按電鏟:b/min=2Rk+2e-2hkctgα式中:Rmin——汽車最小回轉(zhuǎn)半徑取10mBc——汽車寬度3.6m。Lc——汽車長(zhǎng)度8.0m。b/min——按挖掘機(jī)規(guī)格要求最小溝底寬度。e——汽車溝幫的安全距離1.0m。Rk——電鏟尾部回轉(zhuǎn)半徑5.56m。α——臺(tái)階坡面角為600。hk——電鏟尾部高度1.48m。bmin=10+1/2×3.6+1/2×8.0+2×1.0=17.8m取20mb/min=2Rk+2e-2hkctgα=2×5.56+2×1.0-2×1.48×ctgα=11.12+2.0-1.71=11.49m取20m。7、最小工作流的寬度Bmin=雙車道運(yùn)輸平臺(tái)寬度+采掘帶寬度=24+12=36m。十、運(yùn)輸煤和土壤配置1、發(fā)展方式和規(guī)模運(yùn)煤系統(tǒng)主要布設(shè)在下部賦存煤層水平,各個(gè)水平按限制坡度做上下水平聯(lián)系坡道,原煤由汽車運(yùn)到工作幫轉(zhuǎn)載站,從440水平采掘線運(yùn)送到選煤廠。轉(zhuǎn)載點(diǎn)的煤堆發(fā)展方式為縱向發(fā)展,也就是沿工作幫S440采掘線方向發(fā)展,具體位置在S23～N13段間,煤堆寬度定為20m,(因?yàn)槌^20m時(shí)電鏟二次采裝需剝貨,否則電鏟裝不上車,所以定為20m),高度為不超過挖掘機(jī)最大挖掘高度10m,所以轉(zhuǎn)載點(diǎn)煤堆的容量為8萬噸,也就是能存1個(gè)月的F4煤壁產(chǎn)煤量,按設(shè)計(jì)為2005年9月份出煤,那么到10月份必須要外運(yùn),也就是公司要提供給露天礦一定數(shù)量的鐵路車皮,保證F4煤壁出煤不間斷,有效地進(jìn)行煤壁開采。2、水平排土場(chǎng)服務(wù)由于開段溝在17段470水平,考慮排土場(chǎng)初始能力與采場(chǎng)相匹配,在23段設(shè)470水平排土場(chǎng)服務(wù)470水平,在15～19段設(shè)490水平排土場(chǎng)服務(wù)490水平采場(chǎng)。隨著460水平下部工作臺(tái)階的形成,450水平排土臺(tái)階將形成,460水平的剝離物既可向470水平排土也可向450水平排土,隨著工作