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露天矿煤破碎站移设位置及布置方式研究

苏和 刘崭卿 李星

国能北电胜利能源有限公司,026000

摘要: 为提高此次研究工作针对性,特结合某地露天煤矿发展情况,分析了露天矿煤破碎站移设位置的重要性,并从煤矿储存条件、开采情况等各方面因素入手,合理选择矿煤破碎站位置,优化煤破碎站移设优化方案,继而提高输煤系统运行质量与效率。
关键词: 露天煤矿破碎站;位置;布置
DOI:10.12721/ccn.2023.157272
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随着露天煤矿开采的深度与挖掘深度的增加,会直接加大煤矿运输距离。若采煤工程系统为半连续工艺,距离超过3千米时,需移设破碎站位置方能缩短煤矿运输距离。在煤矿开采实践中,开采团队须将破碎站移到采掘场内,并布设到与出煤台阶重心较近的位置。但此种移设方式会增加原煤破碎站位置与布设方式选择工作的难度。若煤质为褐煤,煤层硬度不大,露天煤矿为自燃煤矿,则需要采用现代化技术与经济指标等合理验证煤一次破碎站位置布设合理性。以下内容分析了某一露天矿煤破碎站现状,并制定了相应的移设位置方案。

一、某露天矿煤破碎站现状

某露天煤矿煤一次破碎站位于二采区境界内北帮地带+886m水平,与工作帮距离为80米左右。随着采场不断发展,影响到二采区北方建设工作的顺利进行且破碎站整体水平较高,随着一二采区采矿,逐步向西推进与降深,原煤矿一次 made.距采煤工作面的距离逐步加大。增加了煤矿运输提升高度。12采区运往煤一次破碎站的原煤量为5.0Mt,一、二采区在服务器内的采煤重心在+740m水平,去网没POS站的卡册加权平均运输在3.2千米,提升高度约为146米,采煤运输距离越大,运输费用越高。

因该煤矿地质条件符合抛掷爆破法开采方法,即倾向上的单斜构造<1°的倾角、岩石平均厚度89m,开采方法具有可行性。可将具体开采工艺细化为抛掷爆破—吊斗铲倒堆开采、抛掷爆破—单斗—卡车开采两种方式。在不考虑“轻资产再利用”问题的基础上,此项工艺的经济性较强,开采企业可有限应用拉都铲倒堆工艺。因该煤层厚度稳定且倾角较小,选择抛掷爆破吊斗铲倒堆工艺更为适合。若从吊斗铲初期投资成本来看,因初期投入较大,不利于增加企业经济效益。若应用抛掷爆破方式缩短了煤岩台阶,亦可缩短采场与排土场的距离,与减少上部剥离物卡车运输距离,从整体上可节约生产成本,减少前期生产投资。综合对比,从该煤矿情况入手,选择抛掷爆破—吊斗铲倒堆开采方法更为合适。

二、破碎站移设位置选择与布设

(一)选择与布设破碎站移设位置的重要性

随着我国市场经济体制逐步完善,煤矿企业面临着较大的改革发展压力。为增加企业经济效益,推动企业获得持续性发展,就需其关注煤矿开采全过程,结合开采中的不足,制定针对性地整改方案。而破碎站是露天矿煤开采中的重要机械设备,若其布设位置不当,不仅会加大煤矿运输成本,亦会降低企业生产效益。此外,随着露天矿煤开采规模的扩大,矿区范围发生变化,而煤矿一次破碎站布设位置俨然满足不了生产需求。只有合理选择与布设煤矿破碎站位置,方能减少影响煤矿采出量或者压煤等问题,继而保障生产活动的顺利进行,减少生产中的成本投入,最大化企业生产效益。因各个煤矿厂的实际情况具有差异,其需结合煤灰厂破碎站具体分布情况、生产需求等,制定相应的破碎站移设与布置方案,并对比与分析多个方案,选择出最佳的移设与布置方案。

(二)选择移设位置

结合某露天矿煤破碎站情况,本次方案计划将依次为破碎站移至2采区采掘场域内,在设定具体位置时,需考虑以下几个方面。一是需保障原煤破碎站移设工作的便利性,移设后系统不可影响二采区北帮建设工作的推进。结合煤矿实际情况,拟将煤一次破碎站移至15煤底板上,严防对15煤底板与18煤顶板间的岩石挖方工作破坏到基岩的整体安全性与稳定性,继而保证东部外排土场的稳定性,合理规避滑坡风险,并确保破碎站的安全性与稳定性,以及移设后的运输距离与提升高度的合理性、经济性。二是因此煤矿厂的一二采区外排土场处于排满状态,需要即刻建立内排土场实施排弃,为防止内排土场排土台阶建设工作受影响,拟将煤一次破碎站布置在二采区采掘场的东南部,充分释放采掘场西北部空间,确保内排土场能满足内排时间上的需求。

综合考量以上两项因素,拟将煤一次破碎站由二采区地表原位置的+886m位置移至到二采区采掘场内东南部已揭露的15煤底板之上,因15煤底板具有相应的倾角,为保障移设位置的切实可行性,需同步评定破碎站布置地即卸载平台与检测平台的布设位置。

(二)选择布设方式

上述计划将煤一次破碎站移设位置布设在15煤底板上,但因15煤底板由东向西倾斜,倾斜角度约为14°。因此,施工单位需从露天矿开采现状与煤层储存条件等入手,合理设定了备选方案,并进行方案对比与研讨,选择出最佳方案。以下内容为三个备选方案具体情况:

一是方案1。将卸载平台部设在南侧、检修平台布设在北侧。检修平台布设在15煤底板和18煤顶板之间的岩层之上,确保不破坏18煤顶板,检修平台布置在+804m水平,卸载平台布设在+815.5m水平。

二是方案2。在方案1基础上,破碎站位置向南平125m,适当降低填挖方量,检修平台布设在15煤底板之上,不破坏15煤底板与18煤顶板之间的基岩,检修平台布设在+768.5m水平,卸载平台则部设在+780m水平。

三是方案3。卸载平台布设在西侧,检修平台布设在东侧。卸载平台与检修平台均设置在15煤底板之上,检修平台布设位置为+804m,卸载平台布置在+815m水平。

通过分析以上三个方案的主要技术指标,选择出最佳的一次煤破碎站布设位置方案。

表1 破碎站移设位置方案对比图 微信图片_20250220151533.png

通过比较以上方案可看出:方案1的检修平台布置方式需要对15煤底版和18煤顶板的岩石执行开挖操作,挖方量在13.5万m3。因挖方量较大,降低了基岩的稳定性以及二采区南部外排土场的稳定性,此方案不被采用。方案2是在方案1的基础上破碎站向南平移了125m后,检修平台北部边帮沿15煤底板,目的是对15煤底板和18煤顶板的岩石无需执行挖方操作,破碎站卸载平台位置填方高度与填方量均不是很大,以此有效确保了北部外排土壤与破碎站的整体稳定性。但因破碎站卸载平台位置会压15煤,此方案破碎站的移车位置会影响到15枚采出量,且因本矿煤质为褐煤自然几率较高,严重影响到破碎站的安全性,因此方案不予采用。方案3破碎站向北平移60m,并将破碎站沿东西方向布设,检测平台标高仍为804m,检修平台北部边帮沿15煤底板,无需执行挖方操作,保障了北部外排土场的稳固性,亦不会影响15煤采出量,整体方案效果较好,推荐采用方案3。

三、结语

综上所述,从某露天煤矿开采现状与煤层赋存条件入手,可将煤一次破碎站位置布设在二采区采掘场内15煤底板上。通过对比破碎站布置方式、方案技术指标,确定将破碎站布设在815m水平,破碎站布设方式为沿东西方向布置检修平台,北部边帮沿15煤底板,无需进行挖方操作,确保了北部外排土场的整体稳定性,并防止覆压15煤。在执行破碎站移设方案后,整体的运输距离缩短,降低了煤矿运输费用,增加了企业经济效益,证明了破碎站移设方案3的合理性与经济性。因各煤矿厂的实际运营情况具有较大差异,在制定破碎站移设方案时,需坚持因地制宜原则,从煤矿厂的实际开采现状、破碎站布设情况入手,制定出切实可行的移设方案,方能实现破碎站移设后的经济效益最大化。

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