王守功

（內(nèi)蒙古大唐國(guó)際錫林浩特礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 錫林浩特026000）

隨著勝利東二號(hào)露天煤礦采場(chǎng)的推進(jìn)和降深，采剝運(yùn)距、提升高度逐年增加，嚴(yán)重影響礦山的經(jīng)濟(jì)效益。單斗-卡車-半移動(dòng)破碎站半連續(xù)開(kāi)采工藝的應(yīng)用和發(fā)展是改善深凹露天礦礦巖運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。因此，研究勝利東二號(hào)露天礦的輸煤膠帶機(jī)道布設(shè)合理性，對(duì)提高露天礦山的采剝效率及能力，降低露天礦深部開(kāi)采成本，具有重要意義。

1 礦山概況

勝利東二號(hào)露天礦位于勝利煤田中部，行政區(qū)劃隸屬錫林浩特市郊區(qū)寶力根蘇木。礦權(quán)境界東西長(zhǎng)7.3～8.0 km，南北寬6.1～6.3 km，面積49.63 km2，資源總量63.76 億t；巖性為泥巖、砂巖，砂質(zhì)泥巖等軟巖。露天開(kāi)采煤層為4#、5#、6#3 層煤，可采資源儲(chǔ)量38.22 億t，平均剝采比2.93 m3/t；開(kāi)采深度平均450.4 m，煤層平均厚度100.14 m，聚煤中心區(qū)的煤層最厚達(dá)320.65 m。具有儲(chǔ)量大、埋藏深、煤層、巖性軟等特點(diǎn)，適合建設(shè)特大型露天煤礦[1]。

目前開(kāi)采深度253 m，隨著礦山工程向北、向西發(fā)展，開(kāi)采深度、運(yùn)距逐年增加[2]。受采場(chǎng)南幫滑坡因素影響，用于采煤的單斗-卡車-半固定系統(tǒng)未能按初步設(shè)計(jì)計(jì)劃工程位置投入，目前采煤半固定破碎站只能布置在南幫地表1 032 m 水平使用，運(yùn)距、提升高度較大，采煤成本較高，系統(tǒng)能力也不能滿足二期30 Mt 產(chǎn)能要求。依據(jù)二期初步設(shè)計(jì)修編初步成果：下一步將避開(kāi)滑坡區(qū)，繼續(xù)向西向北推進(jìn)，形成新的二期達(dá)產(chǎn)工程位置；為了提高南幫邊坡穩(wěn)定性，在南幫852 m 水平預(yù)留寬度為150 m 的煤柱，待內(nèi)排后回采；采用單斗-卡車工藝、單斗-卡車-半固定工藝和單斗-自移式礦碎讓半連續(xù)工藝相結(jié)合的方式進(jìn)行采剝工程。結(jié)合露天礦的生產(chǎn)實(shí)際情況，考慮到各工藝系統(tǒng)之間布置的合理性[3]，用于采煤的單斗-卡車-半固定工藝將繼續(xù)在南幫應(yīng)用。結(jié)合勝利東二號(hào)露天煤礦采剝、內(nèi)排工程發(fā)展及南幫煤柱回采等工程發(fā)展變化，針對(duì)采煤半連續(xù)系統(tǒng)布置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，解決工藝系統(tǒng)布置的合理性、降低采煤成本、提高采煤效率及采煤半連續(xù)系統(tǒng)能力。

2 輸煤帶式輸送機(jī)布設(shè)方案

根據(jù)采剝工程及內(nèi)排工程發(fā)展變化，可充分利用南幫預(yù)留平臺(tái)布置煤破碎站，以此為基礎(chǔ)，結(jié)合地面輸煤帶式輸送機(jī)布置方向及橫采內(nèi)排工程，提出2 種機(jī)道、布置方案。

2．1 方案1—沿著地面輸煤帶式輸送機(jī)方向布置

此方案在采場(chǎng)南幫最終到界幫上由西向東直接形成帶式輸送機(jī)機(jī)道，機(jī)道寬度40 m，水平長(zhǎng)度936 m，機(jī)道坡度10.89°。機(jī)道總工程量為32.49 萬(wàn)m3，其中挖方量28.51 萬(wàn)m3，填方量3.98 萬(wàn)m3，填方量主要集中在936 m 水平以下。機(jī)道布置方向與內(nèi)排推進(jìn)方向相對(duì)，但布設(shè)的膠帶可與地面輸煤膠帶直接搭接，受南幫預(yù)留平臺(tái)寬度影響，只能將2 臺(tái)煤破碎站布置在852 m 水平，且靠近內(nèi)排一側(cè)，1 臺(tái)破碎站布置地表。

布置在地表的煤破碎站與地表輸煤帶式輸送機(jī)直接搭接，坑下輸煤系統(tǒng)共有帶式輸送機(jī)5 臺(tái)，運(yùn)輸能力為3 000 t/h。M201-1、M301-1 帶式輸送機(jī)布置在地表852～1 032 m 水平，直接與地面輸煤帶式輸送機(jī)搭接，M201-2 帶式輸送機(jī)布置在852 m 水平與2#煤破碎站排料帶式輸送機(jī)搭接，M301-2、M301-3 帶式輸送機(jī)布置在852 m 水平，M301-3 帶式輸送機(jī)與3#煤破碎站排料帶式輸送機(jī)搭接。

2．2 方案2—沿采場(chǎng)及內(nèi)排土場(chǎng)推進(jìn)方向布置

此方案結(jié)合了目前南幫片幫變形區(qū)域治理方案，在此基礎(chǔ)上由東向西形成帶式輸送機(jī)機(jī)道，機(jī)道寬度62 m，水平長(zhǎng)度849 m，機(jī)道坡度11.58°。機(jī)道總工程量為38.25 萬(wàn)m3，全部為挖方量。機(jī)道布置方向與采場(chǎng)推進(jìn)、內(nèi)排推進(jìn)方向相同[4]，與地面輸煤帶式輸送機(jī)布置方向相對(duì)?？沙浞掷媚蠋颓鍘凸こ涛恢?，將3 臺(tái)煤破碎站全部布置在坑下，其中2 臺(tái)布置在858 m 水平，且靠近工作幫，1 臺(tái)破碎站布置在930 m水平。方案2 破碎站布置示意圖如圖1。

輸煤系統(tǒng)共有帶式輸送機(jī)9 臺(tái)，其運(yùn)輸能力為3 000 t/h。M101-1、M201-1、M301-1 帶式輸送機(jī)布置在地表1 032 m 水平，直接與地面輸煤帶式輸送機(jī)搭接；M101-2、M201-2、M301-2 帶式輸送機(jī)布置在地表1 032 m 水平，分別與M101-1、M201-1、M301-1 帶式輸送機(jī)布置搭接；M101-3 帶式輸送機(jī)布置在930～1 320 m 水平，與1#煤破碎站排料帶式輸送機(jī)搭接，M201-3、M301-3 帶式輸送機(jī)布置在1 032 m 水平至858 m 水平，分別與2#、3#煤破碎站排料帶式輸送機(jī)搭接。

圖1 方案2 破碎站布置示意圖

3 方案比較

3．1 工程量和機(jī)道費(fèi)用方面

2 個(gè)方案的機(jī)道參數(shù)都符合設(shè)計(jì)要求，方案1 M201-2 與2#煤破碎站排料膠帶搭接角度48°，M301-2 與M301-3 搭接角度69°，都為銳角，運(yùn)行時(shí)存在撒料現(xiàn)象，后續(xù)施工不便[5]；方案2 膠帶搭接角度大于等于90°，搭接角度較合理，基本不存在撒料現(xiàn)象。方案1 僅需新購(gòu)置2 619 m 膠帶，方案2 新購(gòu)置3 268 m 膠帶，還要對(duì)4 349 m 的膠帶進(jìn)行切改，設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用相對(duì)較差。帶式輸送機(jī)參數(shù)、工程量及機(jī)道對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 機(jī)道參數(shù)、工程量及機(jī)道費(fèi)用對(duì)比

3．2 機(jī)道安全穩(wěn)定方面

1）方案1。既有挖方量又有填方量，填方量主要集中在936 m 水平以下，約占下部工程量50 %左右，需要進(jìn)行固化，存在滑坡等不穩(wěn)定因素。機(jī)道在南幫最終幫形成，對(duì)南幫邊坡穩(wěn)定影響不大。

2）方案2。全部為挖方量，帶式輸送機(jī)布置在實(shí)方邊坡上，較穩(wěn)定，同時(shí)機(jī)道布置在南幫清幫區(qū)域，此區(qū)域幫坡角較緩，穩(wěn)定性系數(shù)比方案1 大。

3．3 節(jié)約成本方面

1）方案1。受南幫預(yù)留煤平臺(tái)寬度的限制，靠近內(nèi)排土場(chǎng)一側(cè)只能布置2 臺(tái)煤破碎站。同時(shí)受帶式輸送機(jī)布置方式影響，南幫不能進(jìn)行外擴(kuò)，只能將1臺(tái)煤破碎站布置在地表，運(yùn)至此破碎站的運(yùn)距、提升高度仍然較高，成本未得到有效降低。

2）方案2?？沙浞掷媚蠋瓦吰轮卫砬鍘蛥^(qū)域，將3 臺(tái)煤破碎站全部布置在坑下，在煤平臺(tái)布置的2 臺(tái)破碎站靠近工作幫[6]，較方案1 節(jié)省運(yùn)距約400 m；另1 臺(tái)破碎站布置坑下930 m 水平，較方案1 節(jié)省運(yùn)距約2 km，提升高度降低約102 m，有效降低了采煤成本[7]。

3．4 對(duì)采剝工程及內(nèi)排工程影響方面

1）方案1。機(jī)道布置與煤柱回采、內(nèi)排工程方向相對(duì)，移設(shè)周期短，橫采內(nèi)排工程一開(kāi)始就需要移設(shè)破碎站，初期移設(shè)周期為5 年，橫采內(nèi)排開(kāi)始后移設(shè)周期為3～4 年，對(duì)于埋藏深的露天礦移設(shè)周期較短，不利于橫采內(nèi)排工程的連續(xù)開(kāi)展[8]。

2）方案2。機(jī)道布置與煤柱回采、內(nèi)排工程方向相同，移設(shè)周期長(zhǎng)，初期移設(shè)周期為10 年，橫采內(nèi)排開(kāi)始后移設(shè)周期為6 年，有利于橫采內(nèi)排工程的連續(xù)開(kāi)展。

4 結(jié) 語(yǔ)

1）方案1 雖然帶式輸送機(jī)采購(gòu)及機(jī)道施工的費(fèi)用相對(duì)較低，但從帶式輸送機(jī)布設(shè)參數(shù)合理性、機(jī)道的安全穩(wěn)定性、降低采煤成本及對(duì)南幫煤柱回采及內(nèi)排工程影響等方面考慮，建議采用方案2。此方案優(yōu)勢(shì)如下：①帶式輸送機(jī)搭接角度更合理，符合生產(chǎn)實(shí)際要求；②全部為挖方，布置在實(shí)方邊坡上，布置區(qū)域幫坡角緩，有利于機(jī)道的安全穩(wěn)定；③可將煤破碎站全部布置在坑下，采煤成本低；④移設(shè)周期長(zhǎng)，有利于南幫的橫采內(nèi)排工程連續(xù)進(jìn)行。

2）針對(duì)露天礦的帶式輸送機(jī)布設(shè)提出如下建議：①盡量采用外部溝布置，將機(jī)道布置在實(shí)方邊坡上，保障機(jī)道的穩(wěn)定性；②針對(duì)埋藏的露天礦，可通過(guò)破碎站的移設(shè)及增加局部膠帶長(zhǎng)度，保障卡車運(yùn)輸部分的經(jīng)濟(jì)合理性，盡量避免機(jī)道的頻繁移設(shè)，提高機(jī)道服務(wù)年限，保障采剝工程的連續(xù)性；③機(jī)道的布設(shè)方向盡量與內(nèi)排工程、采剝工程的推進(jìn)方向一致，破碎站的布設(shè)盡量靠近工作幫。