大型露天煤矿半连续开采工艺应用与研究

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1、大型露天煤矿半连续开采工艺应用与研究1绪论1.1课题背景根据我国目前的经济和社会发展态势，在未来5到10年内，对矿物能源和原材料的需求仍处于增长状态。总结2001至2010年走过的煤炭黄金10年，我国由产煤大国向煤炭强国转变，煤炭市场经历了低迷期、恢复期、紧缺期，当前由于国内经济放缓和国外廉价煤炭的冲击，国内煤炭市场已经达到基本饱和；目前，国家在采取措施控制煤炭产量的过度增长，减轻供需严重失衡的情况，但煤炭产量增速仍保持在年均2亿t左右，相信通过政策性的调整，我国煤炭产业会逐步实现从量的崛起到质的繁荣。2012年，亚太地区占了全球

2、能源消费总量的40%，创历史新高，同时亚太地区的煤炭消费量达到了全球总消费量的69.9%；天然气资源、核电能源和太阳能、风能能源等是欧洲和欧亚大陆的主要能源供给[1]。亚太地区技术发展相较欧洲等发达国家较慢，主要采用化石能源，如煤炭等。亚太地区的单一能源消耗量占一次能源消耗的一半以上，欧美等发达地区能源以天然气和石油为主；见图1.1。近年来，在国家宏观调控以及相关政策的刺激下，煤炭产业通过关小扶大、关井变压、兼并重组、专项整治等举措，使我国四个产煤大省，逐步形成做大、做强型的发展趋势。十二五开局之年的全国煤炭产量为35.2亿t,其

3、中，露天开采量仅为4亿t，占全国总产量的11.4%。世界上产煤量最大的国家如加拿大、德国、美国俄罗斯等，其露天煤矿的产量占全部煤炭产量比重分别为87%、78%、62%和56%。究其原因，主要影响因素是我国煤层的埋藏深度、煤层的沉积环境和成煤条件等地质因素。.1.2国内露天矿开采的未来发展方向根据我国各矿业十二五发展规划，未来5到10年我国露天开采技术与装备均有了较为明确的目标和举措。经过多年的努力，我国5种露天开采工艺与装备均有了很大进步，有的已经步入国际先进行列。未来的发展总结起来有以下特点：随着开采工艺与生产规模的发展，大型露

4、天矿成套开采设备的发展趋势为：①实现国内设备的本土化与大型化。目前露天矿山使用的电铲最大铲斗容量可达76.5m3，与之匹配的货车最大载重量达360t；与电铲的高产量相配套的破碎站其最高破碎能力也已经达到10000t/h[3]。我国太重集团生产的电铲各项指标已经达到国际标准，例如太重进几年开发的5个规格的t。根据白音华煤田普查及白音华二号露天矿勘探地质报告，露天矿开采主要煤层以上没有其它可利用矿产。含煤地层为白垩系下统白音华组（K1b），按其沉积特征划分为一、二、三煤组。一煤组由灰~深灰色粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩及煤层组成，共含煤1

5、~13层[44]。可分为1-1和1-2两个煤层，层间距为2.19~50.66m，平均13.63m。二煤组由灰~深灰色粉砂岩及煤层组成，西北翼砂砾岩增多，煤层变薄、尖灭，共含煤1~20层。可分为2-1上和2-1中下和2-2三个煤层。三组煤主要由灰色粉砂岩夹煤层组成，西北及东北部边缘地带夹有粗砂岩或砂砾岩，共含煤1~23层。可分为3-1、3-2和3-3三个煤层。其中2-1中下和3-1煤层全区分布稳定，厚度大，适合露天开采。各煤层特征见表5.2。..结论半连续开采工艺式目前许多大型露天矿山优先选择的开采工艺，其独特的优势使其在多种开采工

6、艺中脱颖而出。本文主要对露天矿设备投资与半连续工艺系统能力关系、对影响半连续系统能力的因素进行分析，给出合理采掘带宽度的标准，给出半连续系统能力计算思路。对自移式破碎机的履带布置方式和转载方式的组合形式进行研究，利用白音华二号露天矿的半连续开采工艺的应用实例来分析半连续工艺的选择过程。对高寒地区冬季物料运输的冻粘问题进行研究。主要结论如下：（1）根据半连续工艺组成的各个关键设备的单位能力设备投资关系表得出，随着系统能力倍数增长，设备的投资并没有随其也呈现倍数的增长。可以看出随着产量的增加，半连续工艺设备向着大型化发展，以降低单位能

7、力设备投资。对大型露天煤矿的设备投资提供借鉴。（2）分析影响半连续系统的因素，得出电铲采掘未爆破的岩石满斗率与爆破后采掘的平均采掘满斗率相比较，采掘爆破后的岩石满斗率高，电铲回转时间也小，电铲能力大，此时的工艺系统能力高。电铲靠近内侧坡底线时的回转角度最小，但是由于其尾部回转半径的影响，同时也要考虑安全距离。分析出在考虑电铲走铲对中时间时，采掘带宽度的选取原则为采取较大宽度。（3）自移式破碎机履带纵向布置多用于采用较多的半连续工艺或者在矿坑下部布置时适用，大多数露天矿采用自移式破碎机履带纵向布置时考虑上述条件时采用的布置方式。履带

8、横向布置需要较大的开采平盘宽度，其灵活性较履带纵向布置较差，但是稳定性很好。履带横向布置的自移式破碎机作业时需要较多的转载机配合。............