侯占山

（神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司 哈爾烏素露天煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯010300）

基于哈爾烏素露天煤礦多年征地滯后的累積效應(yīng)，剝采比嚴(yán)重失衡，剝離臺(tái)階多處并段，生產(chǎn)開拓系統(tǒng)全面破壞，后續(xù)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃安排存在極大困難。尤其是上部外委剝離臺(tái)階，既要橫跨蒙古高原“雞爪子”地形[1-2]，又要避免和下部自營大設(shè)備進(jìn)行交叉，且要保證安全生產(chǎn)，運(yùn)輸系統(tǒng)布置極其困難。

哈爾烏素露天煤礦現(xiàn)有3 個(gè)外委剝離標(biāo)段，工程總量18 170 萬m3，截至2020 年累計(jì)完成8 000萬m3，完成44%。3 個(gè)標(biāo)段的剝離物經(jīng)哈爾烏素露天煤礦南、北端幫運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)入排土場。隨著采場向前推進(jìn)，北端幫運(yùn)輸系統(tǒng)已經(jīng)制約黑岱溝和哈爾烏素露天煤礦（簡稱兩礦）交界區(qū)域正常生產(chǎn)，南端幫運(yùn)輸系統(tǒng)將不能滿足跨南坪溝后的剝離運(yùn)輸需要。

1 北端幫系統(tǒng)優(yōu)化

2016 年6 月17 日在準(zhǔn)能公司會(huì)議中心召開“神華準(zhǔn)能集團(tuán)黑岱溝、哈爾烏素露天煤礦協(xié)同開采研討會(huì)”，根據(jù)會(huì)議內(nèi)容和準(zhǔn)能集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)指示精神，在哈礦征地受阻，設(shè)備能力閑置，原煤生產(chǎn)面臨巨大壓力的情況下，同時(shí)考慮黑礦正處于轉(zhuǎn)向過渡時(shí)期，剝離能力缺口較大，要求兩礦從公司整體利益出發(fā)，盡快開展初期協(xié)同開采實(shí)施方案研究，以確保未來幾年集團(tuán)公司整體煤炭生產(chǎn)任務(wù)順利進(jìn)行。

中煤科工集團(tuán)沈陽設(shè)計(jì)研究院有限公司在《相鄰露天煤礦采剝工程協(xié)調(diào)發(fā)展方案研究》報(bào)告中給出的結(jié)論是兩礦交接區(qū)域最優(yōu)壓幫高度為＋1 100 m。目前，兩礦交界區(qū)域壓幫高度為＋1 130 m。為此主要研究兩礦交接區(qū)域從＋1 130 m 到＋1 100 m 過渡期間的工程安排、二次剝離量、運(yùn)距和爬高情況。

1．1 優(yōu)化方案

哈礦北端幫＋1130 端幫路寬60 m，供2 個(gè)標(biāo)段外委單位運(yùn)行；＋1100 端幫路寬40 m、長1 500 m，供2 臺(tái)自營剝離電鏟的卡車運(yùn)行。若將＋1100 端幫路整體擴(kuò)至100 m 寬，總剝離量270 萬m3，根據(jù)過去2 次擴(kuò)幫經(jīng)驗(yàn)，整體擴(kuò)幫需3 個(gè)月，將影響外委和自營剝離正常生產(chǎn)。所以，提出分段擴(kuò)幫方案，具體的擴(kuò)幫工程安排如下：坡道是擴(kuò)幫位置，總剝離量30 萬m3。擴(kuò)幫前需要提前進(jìn)行995、1025、1055、1 100 排土場壓腳排棄（洋紅區(qū)域），壓腳量300 萬m3。

工程安排：①按照北端幫搭接995 排土橋方案，11 月重點(diǎn)采掘該區(qū)域煤炭；②12 月自營剝離電鏟重點(diǎn)進(jìn)行壓腳排棄；③2020 年1 月（春節(jié)外委放假期間）外委施工單位留5 組設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)幫（修筑坡道）。運(yùn)距變化：外委剝離卡車經(jīng)兩礦交接區(qū)域1 100 m水平和1 130 m 水平的運(yùn)距基本一致。爬高變化：外委剝離卡車經(jīng)兩礦交接區(qū)域1 100 m 水平較1 130 m 水平的重復(fù)爬高增加30 m。二次剝離量：兩礦交接區(qū)域按1 100 m 水平留設(shè)比按1 130 m 水平留設(shè)每年減少二次剝離量360 萬m3。

1．2 經(jīng)濟(jì)效益

兩礦每年經(jīng)過交界區(qū)域的剝離物按6 000 萬m3計(jì)算，黑礦二次剝離成本按外委土方剝離成本10元/m3計(jì)算（以1 100 m 水平為基準(zhǔn)值），重復(fù)爬高成本按高度每增減1 m，單價(jià)相應(yīng)增減0．01 元/m3計(jì)算（以1 130 m 水平為基準(zhǔn)值），2 種方案費(fèi)用比較見表1。

表1 2 種方案費(fèi)用比較

兩礦交接區(qū)域留設(shè)在1 100 m 水平優(yōu)于留設(shè)在1 130 m 水平，隨著采場向前推進(jìn)，剝采比逐漸降低，留設(shè)在1 100 m 水平的優(yōu)勢更加突出[3]。

1．3 安全措施

施工期間必須遵守國家《煤礦安全規(guī)程》和《哈爾烏素露天煤礦安全技術(shù)作業(yè)操作規(guī)程》等相關(guān)規(guī)定[4-6]，同時(shí)在部分特殊區(qū)域要嚴(yán)格執(zhí)行下列規(guī)定：端幫臺(tái)階必須進(jìn)行預(yù)裂爆破；電鏟在刷幫時(shí)必須白天作業(yè)；電鏟在作業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)臺(tái)階上部有浮石或傘檐，必須立即停止作業(yè)，處理后方可繼續(xù)作業(yè)；推土機(jī)及時(shí)做好掩護(hù)擋墻，擋墻修設(shè)尺寸參照卡車運(yùn)輸?shù)缆窊鯄?biāo)準(zhǔn)；卡車運(yùn)輸作業(yè)時(shí)要遠(yuǎn)離臺(tái)階坡底位置。

2 南端幫系統(tǒng)優(yōu)化

哈爾烏素露天煤礦南端幫有995、1 025、1 055、1 100、1 130 m 水平5 條端幫路，是外委剝離物料和自營煤炭運(yùn)輸?shù)闹饕ǖ?。目前，采場地表已推進(jìn)至南坪溝，南坪溝地勢低洼（＋1 070 m），1 100 m 水平和1 130 m 水平2 條端幫路已殲滅。2020 年，外委設(shè)備剝離南坪溝東部的剝離物時(shí)，需經(jīng)南坪溝溝底（＋1 070 m 水平）至排土場，重復(fù)爬高增加，剝離運(yùn)距增大，且與運(yùn)煤卡車交叉。為此通過在南坪溝搭建橋涵的方式解決該難題[7-11]。

2．1 優(yōu)化方案

搭橋位置初步選在南端幫和引水渠界線南側(cè)（外側(cè)），搭橋位置平面圖如圖1。

圖1 搭橋位置平面圖

橋體尺寸及結(jié)構(gòu)要求為：橋面寬100 m，其中外委剝離運(yùn)輸系統(tǒng)占用60 m，破碎站帶式輸送機(jī)占用40 m（提前預(yù)留）；橋面長300 m，搭橋位置是黃土沖溝，溝底寬100 m，橋體左右兩側(cè)地基延伸長度各按100 m 考慮；橋體高20 m，橋面下部第1 層設(shè)引水渠道，第2 層設(shè)運(yùn)煤卡車道路。引水渠道高5 m，運(yùn)煤卡車通道高10 m（600B：長× 寬× 高= 15 790 mm × 9 500 mm × 7 810 mm）；橋體結(jié)構(gòu)需滿足外委小設(shè)備重載通過的承載要求和破碎站帶式輸送機(jī)鋪設(shè)的承載要求。

南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)北端幫至排土場重心，運(yùn)距8．5 km。南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)南坪溝溝底至排土場重心，運(yùn)距6．2 km。應(yīng)用橋涵后，南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)橋面至排土場重心，運(yùn)距5．5 km。南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)北端幫至排土場重心，重復(fù)爬高55 m。南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)南坪溝溝底至排土場重心，重復(fù)爬高50 m。應(yīng)用橋涵后，南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)橋面至排土場重心，重復(fù)爬高30 m。南坪溝東側(cè)剝離設(shè)備需經(jīng)采場北部作業(yè)平盤至北端幫，將對(duì)北部作業(yè)平盤的采掘、運(yùn)輸設(shè)備造成干擾，影響作業(yè)效率，增加安全隱患。南坪溝東側(cè)剝離設(shè)備經(jīng)南坪溝溝底至南端幫，將和運(yùn)煤卡車存在交叉，大小設(shè)備交叉安全隱患非常大，將嚴(yán)重影響煤炭生產(chǎn)能力。應(yīng)用橋涵后，外委剝離設(shè)備經(jīng)橋面至排土場，運(yùn)煤卡車經(jīng)橋底進(jìn)入破碎站，大小設(shè)備無同水平交叉。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

按照現(xiàn)在推進(jìn)度計(jì)算，排土場跨越南坪溝需5年時(shí)間，每年有4 000 萬m3剝離物經(jīng)南端幫運(yùn)輸系統(tǒng)至排土場。依據(jù)目前外委標(biāo)段調(diào)價(jià)方式，按照爬升高度每增減1 m，單價(jià)相應(yīng)增減0.01 元/m3；運(yùn)距以100 m 為單位，每增減100 m 增減運(yùn)費(fèi)0.1 元/m3計(jì)算。以應(yīng)用橋涵為基準(zhǔn)值進(jìn)行運(yùn)距、爬高費(fèi)用比較，3種方案運(yùn)距、爬高費(fèi)用比較見表2。

表2 3 種方案運(yùn)距、爬高費(fèi)用比較

若應(yīng)用橋涵進(jìn)行外委剝離運(yùn)輸，5 年可節(jié)約成本1.5 億元（橋涵成本按5 000 萬元扣除）。

2.3 安全措施

建設(shè)橋涵期間。進(jìn)入施工現(xiàn)場的人員，按規(guī)定佩戴勞動(dòng)保護(hù)用品和安全用具，作業(yè)人員不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底易滑鞋。嚴(yán)禁酒后上崗。施工現(xiàn)場全體人員必須嚴(yán)格執(zhí)行《建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)定》和《建筑安裝工人安全技術(shù)操作規(guī)程》。施工現(xiàn)場臨時(shí)電線路必須符合建設(shè)部頒發(fā)的JTJ 46—88 施工臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范的要求，嚴(yán)禁任意拉線接電。起重機(jī)械必須符合GB 6067—85 起重機(jī)械安全規(guī)程的規(guī)定。嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國消防條例》，設(shè)置符合消防要求的消防設(shè)施，并保證其完好備用。各分項(xiàng)工程施工進(jìn)行中，由施工負(fù)責(zé)人組織有關(guān)人員，每星期進(jìn)行1 次安全知識(shí)教育和1 次安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理；工區(qū)經(jīng)理組織有關(guān)人員每月進(jìn)行1 次安全檢查和評(píng)價(jià)。

3 結(jié) 語

對(duì)哈爾烏素露天煤礦南、北端幫運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化可以有效解決未來幾年哈爾烏素露天煤礦外委小設(shè)備運(yùn)輸系統(tǒng)布置困難等難題。

1）黑岱溝和哈爾烏素兩露天礦在同向推進(jìn)這幾年期間，交界區(qū)域通過的剝離物按6 000 萬m3／a 計(jì)算，僅二次剝離成本和克服爬高方面的成本每年節(jié)約約5 400 萬元。

2）若哈爾烏素露天煤礦南端幫通過搭建橋涵跨越南坪溝，扣除修建涵洞成本約5 000 萬元，應(yīng)用橋涵進(jìn)行外委剝離運(yùn)輸，每年節(jié)約運(yùn)輸成本約3 000萬元。