胡存虎，徐鐘馗，宋卓陽(yáng)

(神華準(zhǔn)能集團(tuán)有限責(zé)任公司 黑岱溝露天煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

目前黑岱溝露天煤礦采煤工作面推進(jìn)至二采區(qū)煤層斷陷帶。由于斷陷帶的存在，使得拉斗鏟倒堆剝離工藝參數(shù)、高臺(tái)階拋擲爆破方案、倒堆作業(yè)方案等不能按正常區(qū)域設(shè)計(jì)與施工，因此露天礦迫切需要一套技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的開(kāi)采方案，以確保礦山未來(lái)原煤生產(chǎn)接續(xù)及產(chǎn)能的穩(wěn)定性。針對(duì)露天煤礦在開(kāi)采過(guò)程中遇到的復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)礦山工程發(fā)展帶來(lái)的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者都展開(kāi)了相關(guān)的研究，并取得了一定的成果。安太堡露天煤礦喬云海、黃健等[1]在對(duì)安太堡露天煤礦開(kāi)采境界內(nèi)4條大的逆掩斷層及過(guò)斷層對(duì)采礦工程造成的不利影響進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，確定了過(guò)斷層期間合理開(kāi)采程序、采煤運(yùn)輸系統(tǒng)布置、內(nèi)排程序以及斷層煤配采方案。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)董洪亮、張瑞新等[2]對(duì)安家?guī)X露天煤礦過(guò)陷落柱無(wú)煤區(qū)過(guò)渡開(kāi)采方案進(jìn)行了研究，從優(yōu)化工作線(xiàn)長(zhǎng)度、縮短卡車(chē)運(yùn)距以降低剝離運(yùn)輸費(fèi)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)出發(fā)，并結(jié)合露天煤礦實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)安家?guī)X露天煤礦無(wú)煤區(qū)過(guò)渡開(kāi)采方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。彭洪閣等[3]通過(guò)研究煤層傾角變化條件下拉鏟作業(yè)效率和拋擲爆破拋擲率之間的關(guān)系，確定了在煤層傾角變化的條件下，拉斗鏟合理的開(kāi)采參數(shù)及作業(yè)方式。馬軍、馬力[4]等對(duì)復(fù)合煤層條件下的拉鏟作業(yè)方式進(jìn)行了研究，馬軍等根據(jù)拉鏟數(shù)量和夾矸層剝離方式的不同，分析了不同拉鏟作業(yè)方式的適用條件，提出了評(píng)價(jià)拉斗鏟倒堆剝離作業(yè)方式優(yōu)選指標(biāo)，確定了特定條件下的拉斗鏟最佳作業(yè)方式。然而上述研究基本都是在簡(jiǎn)單地質(zhì)條件下進(jìn)行的，對(duì)在斷陷帶等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造影響條件下的開(kāi)采工藝選擇及開(kāi)采方案設(shè)計(jì)等則鮮有研究。

本文以黑岱溝露天煤礦為例，從開(kāi)采程序、運(yùn)輸系統(tǒng)布置、工藝開(kāi)采過(guò)程以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面分析探討復(fù)雜地質(zhì)條件下拋擲爆破剝離工藝、松動(dòng)爆破間斷剝離工藝實(shí)用性及應(yīng)用，提出了斷陷帶區(qū)域內(nèi)高臺(tái)階拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝開(kāi)采方案，為黑岱溝露天煤礦過(guò)斷陷帶期間的開(kāi)采方案提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)依據(jù)與理論支撐，確保礦山過(guò)斷陷帶期間原煤生產(chǎn)順利接續(xù)和產(chǎn)能穩(wěn)定，對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、完善單斗-卡車(chē)工藝設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)體系等具有重要意義。

1 黑岱溝露天煤礦拋擲爆破剝離工藝

20世紀(jì)60年代初露天礦拋擲爆破在美國(guó)McCoy煤礦進(jìn)行了嘗試，該礦覆蓋物厚度18～24m，拋擲爆破能將20%～45%的覆蓋物拋擲到采空區(qū)。目前許多國(guó)家露天煤礦也采用了拋擲爆破剝離技術(shù)，在我國(guó)僅有極少數(shù)露天煤礦應(yīng)用此技術(shù)，經(jīng)過(guò)近年的試驗(yàn)與研究，逐步形成了“拋擲爆破-推土機(jī)-電鏟-吊斗鏟”、拋擲爆破-電鏟卡車(chē)剝離工藝[5-7]。黑岱溝露天煤礦自2007年3月以來(lái)共實(shí)施拋擲爆破200余次，并且還成功應(yīng)用了拋擲爆破吊斗鏟以及拋擲爆破單斗—卡車(chē)剝離工藝[8]。

黑岱溝露天煤礦位于準(zhǔn)格爾煤田中東部，井田面積50km2，可采儲(chǔ)量14.98億t。采用分區(qū)開(kāi)采方式進(jìn)行采掘，共劃分為三個(gè)采區(qū)。首采區(qū)向二采區(qū)轉(zhuǎn)向工作已于2017年5月全部完成，現(xiàn)有設(shè)備全部轉(zhuǎn)入二采區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)，二采區(qū)工作線(xiàn)長(zhǎng)度約2300m。該露天礦主采煤層為6#復(fù)煤層，屬于近水平單一巨厚煤層，傾角3°，平均厚度30m。目前覆蓋物厚度約200m，均衡生產(chǎn)剝采比約5m3/t，核定生產(chǎn)能力3400萬(wàn)t/a，年推進(jìn)度約350m?，F(xiàn)采用的開(kāi)采工藝有：?jiǎn)味?卡車(chē)間斷工藝、拋擲爆破-吊斗鏟無(wú)運(yùn)輸?shù)苟压に?、采煤半連續(xù)工藝。目前該礦采場(chǎng)上部(約150m)采用松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)剝離工藝，剝離物通過(guò)兩側(cè)端幫環(huán)坑運(yùn)輸線(xiàn)路進(jìn)入內(nèi)排土場(chǎng)；中部巖石(45m)采用“拋擲爆破-吊斗鏟-無(wú)運(yùn)輸?shù)苟选惫に?，剝離物通過(guò)吊斗鏟直接倒堆至內(nèi)排土場(chǎng)；下部煤炭(約30m)采用半連續(xù)工藝[6]。

2 開(kāi)采工藝分析研究

2.1 松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)工藝過(guò)程及特點(diǎn)

1)開(kāi)采工藝過(guò)程。黑岱溝露天煤礦剝離、采煤全部采用松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)間斷開(kāi)采工藝時(shí)，采用水平分層方式劃分臺(tái)階，需要12個(gè)剝離臺(tái)階，3個(gè)采煤臺(tái)階，臺(tái)階高度15m，平盤(pán)寬度100m，端幫布置原則為2個(gè)臺(tái)階1條端幫路，路寬40m；每個(gè)臺(tái)階設(shè)置保安平盤(pán)，寬度10m。工作線(xiàn)橫向布置，采場(chǎng)沿露天礦縱向推進(jìn)，剝離物全部進(jìn)入內(nèi)排土場(chǎng)排棄。

2)運(yùn)輸系統(tǒng)布置。運(yùn)輸系統(tǒng)由采掘工作面道路，端幫運(yùn)輸?shù)缆芳芭磐翀?chǎng)運(yùn)輸?shù)缆方M成，剝離物由采掘工作面，繞行端幫道路進(jìn)入內(nèi)排土場(chǎng)。

3)松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝過(guò)程。露天煤礦在開(kāi)采過(guò)程中需要?jiǎng)冸x煤層的上覆巖層。電鏟采裝前需要對(duì)礦巖預(yù)先爆破。臺(tái)階工作線(xiàn)劃分為準(zhǔn)備區(qū)、穿孔爆破區(qū)、采裝區(qū)。推土機(jī)在準(zhǔn)備區(qū)內(nèi)為鉆機(jī)整平工作面，鉆機(jī)在穿孔區(qū)穿孔爆破為電鏟準(zhǔn)備爆破量，電鏟在采裝區(qū)裝載剝離物。剝離物由采掘工作面、經(jīng)端幫道路進(jìn)入內(nèi)排土場(chǎng)直接排棄或推土機(jī)排棄。

4)松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝特點(diǎn)。在我國(guó)松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝應(yīng)用最為廣泛，主要優(yōu)點(diǎn)是工藝系統(tǒng)機(jī)動(dòng)靈活，穩(wěn)定性強(qiáng)[8]。但由于臺(tái)階數(shù)量多，工作幫坡角緩，采場(chǎng)與排土場(chǎng)直線(xiàn)距離增加，采場(chǎng)開(kāi)口尺寸大，加之工作線(xiàn)長(zhǎng)度較大，所以卡車(chē)?yán)@行端幫道路時(shí)運(yùn)距大，運(yùn)輸成本高。另外由于端幫運(yùn)輸?shù)缆范?，造成端幫壓煤量大，資源回收率低。

2.2 拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝

拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝結(jié)合了拋擲爆破及單斗-卡車(chē)工藝的雙重優(yōu)點(diǎn)。由于拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝可以將高臺(tái)階剝離物直接拋擲到采空區(qū)，可以減少剝離運(yùn)費(fèi)；采用高臺(tái)階拋擲爆破也可以提高工作幫坡腳，減少生產(chǎn)剝采比，提高經(jīng)濟(jì)效益[9]。以往拋擲爆破配合拉斗鏟作業(yè)，但在面對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí)，拉斗鏟倒堆剝離工藝參數(shù)、高臺(tái)階拋擲爆破方案、倒堆作業(yè)方案等不能按正常區(qū)域設(shè)計(jì)與施工，拉斗鏟作業(yè)困難，難以保證露煤速度。但單斗-卡車(chē)工藝具有靈活作業(yè)的特點(diǎn)，受地質(zhì)條件影響小，可以保證剝離進(jìn)度，保障全礦經(jīng)濟(jì)效益。

拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝只對(duì)煤層頂板上部約45m厚的巖石剝離中應(yīng)用，需要形成一個(gè)拋擲爆破高臺(tái)階。

2.2.1 拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝開(kāi)采程序

拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采程序：將工作線(xiàn)平均分為兩區(qū)段：一區(qū)進(jìn)行穿孔拋擲爆破單斗-卡車(chē)剝離，揭露煤層；另一區(qū)回采煤炭資源，如圖1所示。兩區(qū)交替作業(yè)，保證了剝離及采煤接續(xù)，工作線(xiàn)推進(jìn)。高臺(tái)階厚度45m，采掘帶寬度85m。

圖1 拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采程序

作業(yè)順序按照?qǐng)D1中的序號(hào)進(jìn)行：①南部采煤區(qū)：煤炭資源分3層進(jìn)行回采；②北部拋擲爆破電鏟作業(yè)區(qū)：負(fù)責(zé)揭露煤層；③北部待爆區(qū)：為剝離電鏟準(zhǔn)備爆破量；④南部穿孔區(qū)：鉆機(jī)穿孔準(zhǔn)備拋擲爆破；⑤南部準(zhǔn)備區(qū)：推土機(jī)為鉆機(jī)準(zhǔn)備工作面。

2.2.2 拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝運(yùn)輸系統(tǒng)布置

拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝運(yùn)輸系統(tǒng)布置方式是通過(guò)搭橋的方式將剝離物運(yùn)輸至內(nèi)排土場(chǎng)。高臺(tái)階兩層采掘，電鏟采掘上分層時(shí)，剝離物由采掘工作面經(jīng)A橋送至排土場(chǎng)；采掘下分層時(shí)，剝離物由工作面經(jīng)頂板、經(jīng)B橋送至排土場(chǎng)，拋擲爆破高臺(tái)階布置如圖2所示。

圖2 拋擲爆破高臺(tái)階布置

2.2.3 拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝剝離過(guò)程

拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝過(guò)程：①拋擲爆破前高臺(tái)階形態(tài)如圖3(a)所示；②拋擲爆破后爆堆形態(tài)如圖3(b)所示；③電鏟剝離上分層，如圖3(c)所示，剝離物通過(guò)圖2中A橋進(jìn)入排土場(chǎng)A處；④電鏟開(kāi)采第二分層及清理排土線(xiàn)一側(cè)巖石，避免壓覆三角煤，剝離物通過(guò)圖2中B橋進(jìn)入排土場(chǎng)B處，如圖3(d)所示；⑤壓煤巖石與煤層一起采出，通過(guò)運(yùn)煤道路分運(yùn)至排土場(chǎng)C處，如圖3(e)所示；⑥電鏟開(kāi)采6下回采煤，開(kāi)采結(jié)束，如圖3(f)所示。

圖3 拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝過(guò)程

2.2.4 拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝特點(diǎn)

1)黑岱溝露天煤礦煤層厚度30m，拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝與松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)工藝相比，端幫幫坡角可由原來(lái)的28°提升至32°，實(shí)現(xiàn)端幫陡幫開(kāi)采，增加端幫靠幫采煤寬度30m，如圖4所示，單側(cè)端幫提高端幫資源回收V回收。

V回收=S回收×L采區(qū)×γ=9450000t

(1)

式中，V回收為端幫資源回收量，t；S回收為端幫資源回收截面積，m2；L采區(qū)為采區(qū)長(zhǎng)度，取7000m；γ為煤容重，取1.5t/m3。

圖4 拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝與松動(dòng)爆破單斗工藝下端幫臺(tái)階布置(m)

2)根據(jù)黑岱溝露天煤礦現(xiàn)有電鏟、卡車(chē)設(shè)備數(shù)量及設(shè)備能力，煤層上部45m實(shí)體高臺(tái)階采用拋擲爆破單斗-卡車(chē)剝離工藝無(wú)需添加新的開(kāi)采設(shè)備，就能保證其煤層露煤速度。

3)拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝，采用高臺(tái)階拋擲爆破技術(shù)可縮短采場(chǎng)和內(nèi)排土場(chǎng)的距離，可有效減少剝離量，降低剝采比。以黑岱溝露天煤礦為例：煤層賦存深度H=180m，工作線(xiàn)長(zhǎng)度L=2300m。拋擲爆破高臺(tái)階高度45m，平盤(pán)寬度160m；單斗臺(tái)階高度15m，平盤(pán)寬度100m，如圖5所示。由圖5可以看出，拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝截面積S1=101491m2，松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)工藝截面積S2=167220m2，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到拋擲爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝超前剝離量比松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)工藝超前剝離量減少(S2-S1)×L=(167220-101491)×2300=15118萬(wàn)m3。推進(jìn)度縮短355m即采場(chǎng)至排土場(chǎng)直線(xiàn)距離縮短355m。

圖5 拋擲爆破單斗-卡車(chē)與松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)工作幫布置

4)煤層頂板上部45m實(shí)體高臺(tái)階，當(dāng)采用松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝需要?jiǎng)澐譃?個(gè)水平剝離臺(tái)階，其3個(gè)臺(tái)階松動(dòng)爆破費(fèi)用及采裝運(yùn)輸費(fèi)用總和為P1。

P1=P松動(dòng)+P采裝+P運(yùn)輸

P松動(dòng)=V松動(dòng)×q

V松動(dòng)=S×l平均×n

P采裝=V松動(dòng)×i×d1

P運(yùn)輸=V松動(dòng)×i×l運(yùn)距×d2

(2)

式中，P1為松動(dòng)爆破費(fèi)用及采裝運(yùn)輸費(fèi)用總和；P松動(dòng)為松動(dòng)爆破費(fèi)用，元；P采裝為采裝費(fèi)用，元；P運(yùn)輸為運(yùn)輸費(fèi)用，元；V松動(dòng)為松動(dòng)爆破前臺(tái)階體積，m3；S為單個(gè)臺(tái)階截面積，取85×15m2；l平均為臺(tái)階平均長(zhǎng)度，取2315m；n為臺(tái)階數(shù)量；q為松動(dòng)爆破炸藥單耗，取0.4元/m3；i為松動(dòng)爆破后巖石松散系數(shù)，取1.25；d1為采裝單位成本，取1.8元/m3；d2為運(yùn)輸單位成本，取1.9元/m3/km；l運(yùn)距為松動(dòng)爆破剝離平均加權(quán)運(yùn)距，取2.1km。

經(jīng)過(guò)計(jì)算得到松動(dòng)爆破費(fèi)用及采裝運(yùn)輸費(fèi)用總和P1約為6763萬(wàn)元。

當(dāng)采用拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝時(shí)只需一個(gè)45m高臺(tái)階即可，其拋擲爆破費(fèi)用及采裝運(yùn)輸費(fèi)用總和為P2。

經(jīng)過(guò)計(jì)算得到拋擲爆破費(fèi)用及采裝運(yùn)輸費(fèi)用總和P2約為3470萬(wàn)元。

采用高臺(tái)階拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝由于剝離運(yùn)距小，比采用松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)工藝節(jié)省約3293萬(wàn)元。

5)拋擲爆破技術(shù)可將高臺(tái)階30%～50%的物料直接拋入采空區(qū)，減少采剝?cè)O(shè)備作業(yè)量。2007年以來(lái)，黑岱溝露天煤礦已成功進(jìn)行了200余次的拋擲爆破拋擲爆總量3.2億m3，有效拋擲量1.09億m3，相當(dāng)于該礦1年的剝離總量，平均拋擲率達(dá)33%，見(jiàn)表1。

表1 黑岱溝露天煤礦拋擲爆破統(tǒng)計(jì)表

2.3 拋擲爆破吊斗鏟倒堆工藝

拋擲爆破吊斗鏟無(wú)運(yùn)輸?shù)苟压に囬_(kāi)采程序與拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝開(kāi)采程序相同，都需要布置拋擲爆破高臺(tái)階對(duì)煤層頂板以上45m巖石進(jìn)行拋擲爆破，采煤與剝離分區(qū)進(jìn)行，一區(qū)負(fù)責(zé)采煤作業(yè)，另一區(qū)剝離露煤。

2.3.1 拋擲爆破吊斗倒堆工藝運(yùn)輸系統(tǒng)布置

由于吊斗鏟可將剝離物直接倒堆至采空區(qū)，所以吊斗鏟工作面無(wú)需布置運(yùn)輸?shù)缆?。但需要為其布置換區(qū)走鏟的“8”字形運(yùn)輸?shù)缆罚鐖D6所示。北部作業(yè)區(qū)：入溝作業(yè)①—正常作業(yè)②—出溝作業(yè)③—去南部作業(yè)區(qū)入溝通道④。南部作業(yè)區(qū)：入溝作業(yè)①′—正常作業(yè)②′—出溝作業(yè)③′—去北部作業(yè)區(qū)入溝通道④′。

圖6 吊斗鏟作業(yè)流程走鏟示意圖

2.3.2 拋擲爆破吊斗倒堆工藝開(kāi)采基本參數(shù)

拋擲爆破吊斗鏟倒堆工藝工作面主要參數(shù)如圖7所示，圖中，H巖為實(shí)體高臺(tái)階巖石高度，約28～45m；H煤為煤層厚度，約30m；H倒為拉斗鏟倒堆站立平盤(pán)高度，取10～20m；L超為超前溝寬度，約74m；H排為倒土堆高度，H排<72.5m；B為吊斗鏟倒堆站立平盤(pán)寬度，取100～160m；b為采掘帶寬度，取85m；α為煤層坡面角，取75°；β為實(shí)體高臺(tái)階坡面角，取65°；γ為巖土自然安息角，取38°。

圖7 吊斗鏟倒堆工藝工作面主要參數(shù)

2.3.3 拋擲爆破-吊斗鏟倒堆作業(yè)工藝基本流程

拋擲爆破-吊斗鏟倒堆作業(yè)工藝基本流程如下：①倒堆臺(tái)階預(yù)先拋擲爆破；②液壓反鏟、推土機(jī)平整爆堆作業(yè)；③單斗—卡車(chē)輔助拓展平臺(tái)作業(yè)；④拉斗鏟倒堆作業(yè)；⑤拉斗鏟跨區(qū)移設(shè)。黑岱溝露天煤礦吊斗鏟無(wú)運(yùn)輸?shù)苟炎鳂I(yè)如圖8所示。

圖8 黑岱溝露天煤礦吊斗鏟無(wú)運(yùn)輸?shù)苟炎鳂I(yè)

2.3.4 拋擲爆破吊斗鏟倒堆工藝特點(diǎn)及適宜性

目前我國(guó)僅黑岱溝露天煤礦在應(yīng)用吊斗鏟，2007年投入使用。2018年吊斗鏟倒堆工藝系統(tǒng)生產(chǎn)成本約10元/m3，單斗-卡車(chē)工藝系統(tǒng)生產(chǎn)成本約12元/m3。可以得到吊斗鏟倒堆工藝系統(tǒng)生產(chǎn)成本比單斗-卡車(chē)工藝系統(tǒng)生產(chǎn)成本具有優(yōu)越性。

黑岱溝吊斗鏟倒堆系統(tǒng)由一臺(tái)斗容90m3吊斗鏟(購(gòu)置吊斗鏟投資約5億元)、1臺(tái)WK-55、4臺(tái)卡車(chē)、5臺(tái)推土機(jī)組成。若采用拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝則僅需3臺(tái)WK-55、15臺(tái)卡車(chē)、2臺(tái)推土機(jī)即可。因此拋擲爆破吊斗鏟無(wú)運(yùn)輸?shù)苟严到y(tǒng)不僅投資極高，不符合煤礦輕資產(chǎn)的管理理念，同時(shí)需專(zhuān)門(mén)設(shè)備，備品備件需進(jìn)口，維修保養(yǎng)難度大，設(shè)備規(guī)格大，作業(yè)條件要求高，輔助設(shè)備作業(yè)工程量大，時(shí)空關(guān)系制約性強(qiáng)，操作使用靈活性差，復(fù)雜地質(zhì)條件適應(yīng)性差，不具備普遍適用性[10]。而采用拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝由于無(wú)需投入新設(shè)備，且兼顧工藝靈活性及成本低的特點(diǎn)，應(yīng)用前景廣泛。

3 剝離工藝系統(tǒng)對(duì)比及適用于條件

目前松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)開(kāi)采工藝應(yīng)用最為廣泛，其工藝機(jī)動(dòng)靈活，可以克服復(fù)雜地質(zhì)條件帶來(lái)的影響。但剝離作業(yè)時(shí)卡車(chē)?yán)@行端幫道路時(shí)運(yùn)距大，運(yùn)輸成本高；另外端幫運(yùn)輸?shù)缆范?，造成端幫壓煤量大，資源回收率低。拋擲爆破拉斗鏟倒堆工藝是集采掘、運(yùn)輸、排土于一體的一種先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。剝離成本低，效率高，但一般研究中往往將拉斗鏟劃歸為“非機(jī)動(dòng)靈活”類(lèi)大型礦用機(jī)械，與常規(guī)挖掘設(shè)備相比，拉斗鏟對(duì)工作面平整程度要求相對(duì)較為苛刻，同時(shí)還要求煤層近水平或緩傾斜賦存，且對(duì)于局部劇烈變化的地質(zhì)條件適應(yīng)性較差。目前黑岱溝露天煤礦采煤工作面推進(jìn)至二采區(qū)煤層斷陷帶。由于斷陷帶的存在，使得原本的拉斗鏟倒堆剝離作業(yè)極其困難，但為了保證過(guò)斷陷帶期間的剝離進(jìn)度，產(chǎn)能持續(xù)穩(wěn)定，本文提出了拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝，從該工藝的方案設(shè)計(jì)中可以看出由于高臺(tái)階拋擲爆破后需搭建A橋、B橋，建立采場(chǎng)與排土場(chǎng)的聯(lián)系，可以極大的縮短剝離運(yùn)距，降低運(yùn)費(fèi)；同時(shí)該工藝也克服了松動(dòng)爆破單斗-卡車(chē)運(yùn)距遠(yuǎn)、運(yùn)費(fèi)高、端幫壓煤、資源回收率低等缺點(diǎn)。因?yàn)閱味?卡車(chē)工藝靈活，即使是在斷陷帶區(qū)域也依舊能保證露煤速度，進(jìn)而保證產(chǎn)能持續(xù)穩(wěn)定。根據(jù)上述工藝特點(diǎn)對(duì)比分析，得到每種工藝適用條件，見(jiàn)表2。

表2 三種工藝適用條件分析

目前僅有黑岱溝露天煤礦、哈爾烏素露天煤礦等少數(shù)幾家露天煤礦采用或嘗試使用拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝[12-14]。其適用于煤層傾角小于15°的水平或緩傾斜煤層，覆蓋物具有一定厚度(一般大于10m)，裂隙層理不發(fā)育的露天煤礦[15]。從我國(guó)露天煤礦整體賦存條件來(lái)看，拋擲爆破單斗-卡車(chē)工藝可在多數(shù)露天煤礦進(jìn)行推廣[16]，如：西灣露天煤礦、長(zhǎng)灘露天煤礦、魏家峁露天煤礦等這些煤礦均屬于水平近水平煤層，且覆蓋物厚度較大。

4 結(jié) 論

1)高臺(tái)階拋擲爆破工藝布置對(duì)于正在生產(chǎn)的露天煤礦，可以起到降低生產(chǎn)剝采比，縮短卡車(chē)運(yùn)距，端幫陡幫開(kāi)采提高資源回收率方面等的作用；對(duì)于基建期的露天煤礦，則可起到減少基建剝離量，提前實(shí)現(xiàn)內(nèi)排的作用。黑岱溝露天煤礦已經(jīng)成功實(shí)施了200余次的拋擲爆破，為拋擲爆破的推廣奠定了理論與實(shí)踐雙重基礎(chǔ)。

2)黑岱溝露天煤礦在吊斗鏟故障期間，已成功實(shí)施了10余次“拋擲爆破+單斗-卡車(chē)”開(kāi)采方式，證明該工藝的應(yīng)用是完全成熟。

3)綜合全國(guó)露天煤礦覆存條件，“拋擲爆破+單斗-卡車(chē)”工藝是具備推廣價(jià)值，且前景廣闊。