趙登娟

(中煤平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司 東露天礦，山西 朔州 036006）

露天礦工作幫與排土場主要通過端幫運(yùn)輸干道聯(lián)系起來，在實(shí)際開采中，為了多采出端幫煤，一般2 個臺階修建1 條端幫運(yùn)輸干道，致使工作幫部分臺階物料排棄需要跨臺階運(yùn)輸，移動坡道對于露天礦的生產(chǎn)必不可少。目前常規(guī)修建移動坡道的做法是1 條坡道服務(wù)2 幅作業(yè)量，采取間隔式改移，此方式減少了修建移動坡道數(shù)量，降低了生產(chǎn)工作量，因此露天礦修建移動坡道僅限于常規(guī)做法，也并未對移動坡道改移進(jìn)一步展開詳細(xì)研究探討與實(shí)踐優(yōu)化對比。但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)間隔式改移導(dǎo)致移動坡道搬遷滯后，長時間壓下部作業(yè)空間，尤其對作業(yè)空間緊張的露天礦，造成生產(chǎn)接續(xù)困難，且出現(xiàn)運(yùn)輸?shù)缆氛鄯惮F(xiàn)象[1-3]。為了解決間隔式改移存在的問題，研究優(yōu)化移動坡道的改移方式，可降低物料運(yùn)距，實(shí)現(xiàn)移動坡道提早改移，最大程度減少對露天礦生產(chǎn)影響。

1 露天礦移動坡道的目的和作用

目前平朔東露天礦剝離工藝為單斗-卡車工藝，由于排棄物料存在松散系數(shù)，導(dǎo)致工作幫采掘臺階與內(nèi)排土場排棄平盤無法完全實(shí)現(xiàn)水平運(yùn)輸，絕大時候出現(xiàn)卡車上移運(yùn)輸排棄，從而存在物料提升高度。為了實(shí)現(xiàn)卡車上移排棄，常規(guī)的做法是在內(nèi)排土場或工作幫或二者結(jié)合建立移動坡道。在平朔東露天礦內(nèi)排空間緊張的前期下，內(nèi)排土場建立移動坡道勢必降低土場排棄空間，因此移動坡道主要布置于工作幫[4-6]。

露天礦工作幫由多個臺階組成，每個臺階并不是獨(dú)立存在，而是相互連通，工作幫移動坡道在其中起到連通樞紐作用。工作幫移動坡道是利用推土機(jī)將臺階預(yù)留爆量下推推至而成，移動坡道的設(shè)立將相鄰的2 個臺階建立了聯(lián)系，便于卡車物料運(yùn)輸及加強(qiáng)各平盤協(xié)調(diào)作業(yè)，增加了礦坑生產(chǎn)的靈活性。正常生產(chǎn)中，移動坡道隨著工作幫臺階的推進(jìn)及時改移，合理的改移，可避免由于坡道改移滯后導(dǎo)致下部臺階無法及時跟進(jìn)的情況，同時可縮短走移動坡道卡車物料的運(yùn)距[7-8]。根據(jù)工作幫移動坡道布置的位置不同，將移動坡道分為工作幫中部移動坡道與端幫移動坡道。

2 工作幫移動坡道

2.1 工作幫中部移動坡道

工作幫中部移動坡道指坡道位于工作幫平盤中部，主要作用是銜接相鄰平盤的運(yùn)輸系統(tǒng)，根據(jù)每條坡道服務(wù)作業(yè)幅數(shù)的不同，將移動坡道改移分為了間隔式改移與連續(xù)式改移[9-10]。

2.1.1 間隔式移動坡道改移

間隔式移動坡道修建是利用推土機(jī)將臺階預(yù)留爆量下推推至而成，由于坡道修建工期長、要求高，因此在不影響正常生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，間隔式移動坡道服務(wù)2 幅作業(yè)量進(jìn)行1 次改移，根據(jù)坡道改移后與改移前方向是否相同，改移方式分為并列式改移與跨步式改移。

1）并列式改移。并列式改移是指工作幫移動坡道每隔1 幅作業(yè)量沿工作幫推進(jìn)方向向前平移1次，改移后的坡道方向與之前坡道方向一致。工作幫移動坡道并列式改移示意圖如圖1，（圖1 中的標(biāo)注同樣適用于其它坡道改移示意圖）。由圖1 可知，并列式改移為移動坡道①間隔同一平盤1 幅作業(yè)量（第1 幅作業(yè)量），改移至坡道②的位置，坡道方向都為左底右高，移動坡道一般布置于工作幫臺階中部，因此并列式改移道路模型處于圖1 情況時，走坡道①的量為：2a+b，走坡道②的量為：4a+3b+c。

圖1 工作幫移動坡道并列式改移示意圖

2）跨步式改移。跨步式改移是指工作幫移動坡道每隔1 幅作業(yè)量沿工作幫推進(jìn)方向向前平移1次，但每次改移后的坡道方向與之前坡道方向正好相反。工作幫移動坡道跨步式改移示意圖如圖2。由圖2 可知，跨步式改移為移動坡道①間隔同一平盤1 幅作業(yè)量（第1 幅作業(yè)量），改移至坡道②的位置，坡道①的方向?yàn)樽蟮子腋?，坡道②的方向?yàn)樽蟾哂业?，跨步式改移道路模型處于圖2 情況時，走坡道①的量為：2a+b，走坡道②的量為：4a+3b+c。

圖2 工作幫移動坡道跨步式改移示意圖

2.1.2 連續(xù)式移動坡道改移

連續(xù)式坡道改移指每1 幅作業(yè)量修建1 條移動坡道，每條坡道服務(wù)1 幅作業(yè)量進(jìn)行1 次改移，較間隔式坡道改移坡道數(shù)量增加1 倍，根據(jù)坡道改移后與改移前方向是否相同，改移方式分為平行式改移與踏步式改移[11]。

1）平行式改移。平行式改移是指工作幫移動坡道每1 幅作業(yè)量沿工作幫推進(jìn)方向向前平移，1 次，改移后的坡道方向與之前坡道方向一致。工作幫移動坡道平行式改移示意圖如圖3。由圖3 可知，平行式改移為移動坡道①改移至緊鄰下1 幅（第1 幅）坡道②的位置，坡道方向都為左底右高，平行式改移道路模型處于圖3 情況時，走坡道①的量為：0，走坡道②的量為：2a+b+c。

圖3 工作幫移動坡道平行式改移示意圖

2）踏步式改移。踏步式改移是指工作幫移動坡道每1 幅作業(yè)量沿工作幫推進(jìn)方向向前平移1 次，但每次改移后的坡道方向與之前坡道方向正好相反。工作幫移動坡道踏步式改移示意圖如圖4。由圖4 可知，踏步改移為移動坡道①改移至緊鄰下1 幅（第1 幅）坡道②的位置，坡道①方向?yàn)樽蟮子腋撸碌愧诜较驗(yàn)樽蟾哂业?，踏步式改移道路模型處于圖4 情況時，走坡道①的量為：a，走坡道②的量為：a+b+c。

圖4 工作幫移動坡道踏步式改移示意圖

2.1.3 工作幫中部坡道改移方式對比

移動坡道不同的改移方式，坡道對應(yīng)服務(wù)量也不同，物料運(yùn)距也有差別，同等條幅量坡道數(shù)量不盡相同，如圖1～圖4，走坡道②的物料量中有電鏟回采坡道①的量和與坡道②反方向臺階量，則移動坡道各改移，移動坡道不同改移方式對比表見表1。

表1 移動坡道不同改移方式對比表

工作幫臺階高度為15 m，按坡道8 %計(jì)算，坡道水平長度設(shè)為200 m，為簡化模型，表中運(yùn)距指各坡道對應(yīng)服務(wù)量拉運(yùn)至坡道頂端距離，卡車走直線，作業(yè)量長度為2l，每1 幅寬度為40 m。

由表1 可知，移動坡道為間隔式改移時，并列式改移與跨步式改移坡道①與坡道②服務(wù)量分別一致，且在移動坡道①運(yùn)輸時，運(yùn)距與量的乘積相同，表明加權(quán)運(yùn)距一樣，在移動坡道②運(yùn)輸時，跨步式改移的運(yùn)距與量乘積較并列式改移多200b+200c，因此采用間隔式改移坡道時采取并列式較合適。對于連續(xù)式改移中的平行式改移與踏步式改移，坡道①與坡道②合計(jì)服務(wù)量相同，跨步式改移合計(jì)的運(yùn)距與量乘積較平行式少340a-200c（a 的量遠(yuǎn)大于c 的量），因此坡道采用連續(xù)式改移時，踏步式較為合理，同時可以避免平行式改移時爆量對前一坡道的覆蓋，如圖3 中，在修建坡道②爆破時，爆破拋出量會覆蓋坡道①路面一部分，導(dǎo)致坡道②未成型前將坡道①阻斷，造成臨時的斷接。

對于間隔式改移，坡道①與坡道②運(yùn)距和量乘積而言，不論采取何種改移方式都遠(yuǎn)大于連續(xù)式改移，這意味著，在其它客觀因素一定的條件下，連續(xù)式改移較間隔式改移可較早釋放出坡道②下部作業(yè)空間。對于單連續(xù)式改移而言，踏步式改移的坡道①與坡道②的運(yùn)距和量乘積合計(jì)小于平行式，因此踏步式改移較平行式改移可較早釋放坡道②下部作業(yè)空間。

2.1.4 工作幫中部移動坡道修筑方式

開采相同幅數(shù)的作業(yè)量時，連續(xù)式移動坡道改移需修建的坡道數(shù)量是間隔式改移的2 倍，坡道數(shù)量的增加導(dǎo)致推土機(jī)工程量加大，成本增加。移動坡道坡度要求最大為4.57°（8 %），滿足電鏟作業(yè)坡度要求，為了解決坡道修建工程量大的問題，東露天礦對工作幫中部移動坡道的修建采取電鏟下挖采掘，下挖采掘過程中自然形成移動坡道，較預(yù)留爆量用推土機(jī)推坡道（推土機(jī)推段高15 m 的坡道，每個坡道的用油量達(dá)到8 000 L）大大節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了工作效率。解決了坡道修建問題，綜合考慮各因素，連續(xù)式坡道改移較間隔式坡道改移優(yōu)勢較大，再結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，考慮到爆破伸出量的影響，連續(xù)式坡道改移中踏步式改移較平行式改移更為合理。

2.2 端幫移動坡道

與工作幫中部移動坡道不同在于，端幫移動坡道頂端與干道相接，此類坡道方向不變，且坡道成型是預(yù)留爆量利用推土機(jī)下推而成，這導(dǎo)致新坡道未形成前，舊坡道必須保證任何時候暢通。為避免舊坡道對下部作業(yè)空間長時間占用與舊坡道的損壞，在修筑坡道時，在坡道向前改移方向一邊預(yù)留一定的爆量，在坡道范圍內(nèi)形成局部的壓渣爆破，降低了爆量伸出距離，從而保證原坡道繼續(xù)使用，移動坡道與端幫干道銜接的示意圖如圖5 。

圖5 移動坡道與端幫干道銜接的示意圖

東露天礦在實(shí)際操作中，在端幫移動坡道一側(cè)預(yù)留10 m 的爆量，大大減少了爆量的伸出距離，對于路面爆破沖擊出來的石頭塊，用推土機(jī)可及時完成路面的清理，保證原端幫移動坡道的繼續(xù)使用。

3 結(jié)語

1）根據(jù)露天礦工作幫中部坡道移設(shè)方式的不同，移動坡道分為間隔式改移與連續(xù)式改移，再根據(jù)坡道改移前后方向是否相同，間隔式改移分為并列式與跨步式，連續(xù)式改移分為平行式與踏步式。

2）依據(jù)平朔東露天礦生產(chǎn)實(shí)際情況，建立移動坡道移設(shè)方式模型，通過分析對比坡道的服務(wù)量、運(yùn)距與坡道廢除時間，得出連續(xù)式改移優(yōu)于間隔式改移，且連續(xù)式中的踏步式改移較平行式改移節(jié)省運(yùn)距的同時可提前釋放坡道下部作業(yè)空間。

3）為降低爆破拋出量對端幫移動坡道的影響，得出在坡道改移方向一邊預(yù)留10 m 的爆量。

4）連續(xù)式坡道改移較間隔式改移坡道數(shù)量增加1 倍，為降低生產(chǎn)成本與提高作業(yè)效率，工作幫中部移動坡道的修建，從之前由推土機(jī)下推坡道改為電鏟下挖形成坡道。