我国露天煤矿开采工艺之浅见

摘 要：在研究我国露天煤矿开采工艺的工作中,必须结合我国的资源分布情况、地质等因素,充分吸收国外优秀的技术经验,促进我国露天煤矿开采事业的发展,提高开采工艺水平,本文对我国露天煤矿开采工艺进行了分析.

关 键 词：露天；煤矿；开采；工艺

随着露天煤矿事业的进步发展,露天煤矿开采工艺技术也不断革新,由于我国科技的发展,机械化大规模的开采逐渐取代传统的人力开采.目前各个国家依据本国的煤炭资源分布状态,研发出具有本国特色的露天煤矿开采工艺.我国的露天煤矿开采工艺也向着多种工艺、连续工艺和使用大型机械设备方向发展.近几年,我国露天煤矿开采工艺飞速发展,综合使用多种开采工艺逐渐成为主流.

1露天煤矿开采工艺选择的原则

第一,选择开采工艺时必须考虑企业的经济效益,应该使用最少的投资获得最大的效益,遵循市场经济规律,重视初期效益；第二,选择开采工艺时要考虑到露天开采的规模大小程度,同时要促进露天煤矿开采的滚动发展；第三,选择露天煤矿开采的机械设备是,应首先考虑大型、先进、有科技含量的机械设备,以保证实现高效、高产的目标,确保工期,最大程度的获取经济效益；第四,具体问题具体分析,选择露天煤矿开采工艺时,应该首先考虑要进行开采的煤矿的特点,制定适合其开采的工艺技术；第五,对于当地气候,比如常年阴雨、多风、冬季严寒、夏季酷暑、干燥等气候进行充分的研究,之后再制定科学合理的开采工艺.

2传统露天煤矿开采工艺

传统的露天煤矿开采使用卡车和拉铲或者轮斗和单斗挖掘机或者综合运用.对于开采工艺,即使用轮斗连续开采工艺对上部40m的黄土底层进行开采,使用卡车和单斗挖掘机对中部岩石底层进行开采,使用拉铲对下部45m的岩石底层进行开采.

2.1平缓矿床的开采工艺

平缓矿床是指倾角小于12°的矿床,对于此种矿床,有三种开采工艺.

第一,采用倒推法进行露天煤矿开采.采用索斗铲或者机械铲将剥离物向前一采掘带,紧接着将采矿工作面向前推进.剥离高台阶时,一般使用索斗铲,这是由于索斗铲比机械铲的重量轻1.8倍左右.若剥离台阶更高时,可以进行多次.主要是用的机械及使用方法是使用一台索斗铲进行二次或使用两台索斗铲进行配合工作或使用一台索斗铲一台机械铲相互配合工作.

第二,采用横运法进行开采.使用悬臂排土机和排土桥将剥离物运往采空区,运送时要将剥离物与工作线垂直.由于运输设备规格不同,在推进时,采矿台阶与剥离台阶的距离也不相同,但是对于两者距离的限制范围比推到法宽松.此种方法主要应用于剥离厚度较大的开采情况中.

第三,采用纵运法进行开采.使用轮斗机车、单斗气车、单斗带式输送机或者单斗机车将剥离物纵向运往采空区,运送时要注意将剥离物绕过端帮.此种方法灵活性较大,不受剥离岩石厚度以及运输设备的规格限制.

对于这三种方法,纵运法最差,横运法次之,推到法最佳.

2.2倾斜矿床的开采方法

这种情况一般是将剥离物运送至场外,只有开采工作进行到一定的深度后,才能使用采空区进行内排.布置工作线的方法主要有两种,第一种是垂直矿体走向布置,第二种是沿矿体方向布置.

选择推进方向和初始位置时,必须充分考虑生产剥采比的均衡、基建剥离量、运输方式、生产能力以及矿床的地质地形条件等因素.在进行开采工艺研究时,要考虑到经济效益,推迟剥离高峰、减少基建剥离量.

3现代露天煤矿开采工艺

3.1表土剥离工艺

在表土剥离工艺中,主要存在两种方法,即使用排土机、带式输送机和轮斗进行连续开采的工艺以及使用卡车和单斗进行间断开采.若表土硬度较小、较为松散,则优先使用轮斗挖掘机进行直接的开采运送,可以使用第一种工艺进行连续开采；若表土较为坚硬,例如剥离物为岩石等硬度大、结构紧密的物体,由于采用连续开采工艺不容易将水排出,导致表土层堵塞,则不应使用连续开采工艺.在这种情况下,需要使用爆破技术进行开采装运,所以轮斗挖掘机不适用于此种环境.另外,粘土岩和表土的含水量大、粘性非常高,若使用带式输送机影响排土场的稳定性.所以此时应该是用卡车和单斗进行开采.

3.2泥灰岩剥离工艺

在露天煤矿开采中,泥灰岩层不坚固,下部颜色较深,有贝壳状的断口,密度均匀一致.在剥离泥灰岩时,主要采用三种工艺方法：第一,使用轮斗卡车进行连续工艺,使用单斗卡车进行间断工艺,两种工艺结合使用；第二,使用带式传送机和单汽车进行破碎以及半连续工艺；第三,使用单斗汽车进行间断工艺.第一种工艺方法充分使用了系统以及设备,通过连续工艺和间断工艺的相互配合,提高了工作效率,但两者在相互协调工作时可能对彼此造成干扰.第二种方法主要使用汽车进行开采,充分利用汽车灵活机动的优点.第三种方法灵活性较强,更加可靠,便于管理,同时具有较强的适应性.

4现代露天煤矿开采工艺发展趋势

4.1开采集中化与设备大型化

近几年,露天煤矿开采使用的电铲已经达到76.5m,我国已有一些企业进行使用,与此同时,配套使用的卡车载重量已经达到360t.

4.2开采工艺连续化

目前我国露天煤矿开采研究出使用排土机、带式输送机、轮斗挖掘机进行连续开采的工艺,与传统的间断式工艺相比,连续工艺成本更低,效率更高,可以更好的实现企业以最小的投资获得最大利润的目的.但是在实际应用中,煤矿开采的环境多种多样,存在形式也不尽相同,这就使连续工艺在实施时受到一定的阻碍.

半连续开采工艺的应用范围更广,不受煤矿存在形式的制约,因此我国使用此种工艺方法较为广泛.近年来,许多企业在进行露天煤矿开采时,综合使用多种工艺进行大型开采.

4.3智能化矿山建设

近几年计算机在我国露天煤矿开采事业中得到了广泛的应用,在对煤矿资源进行勘测、对煤矿开采工艺进行设计、对开采过程进行管理、对机械设备进行控制等方面,计算机已经成为露天煤矿开采中不可或缺的先进工具.

4.4环境保护及安全生产规范化

对煤矿资源进行合理的开发利用,开采时注意对周边生态环境的保护,不过度开采,使煤矿资源能够进行可持续发展,开采后进行矿山的重建工作,对开采后的矿山进行清理.在保护矿山生态环境工作中,煤炭自然、高陡边坡防治、三废处理、土地复垦等问题受到人们的密切关注,也使露天煤矿开采单位不断研究科学合理采矿的新工艺、新技术,更加深入研究生态重建与露天煤矿开采事业一体化,使两者不相互冲突,和谐相处的理论方法.