露天采煤機在新疆露天煤礦的應用

于水

【摘 要】我國現(xiàn)階段露天采煤通常采用間斷開采工藝，從巖石、土層剝離、煤層開采、轉(zhuǎn)運，需要火工爆破、二次破碎等工序。這種開采工藝不僅投入設備多，而且采煤效率低、安全水平差，同時造成環(huán)境污染。因此，探討露天采煤機在露天煤礦生產(chǎn)中的應用，對于解決煤礦企業(yè)提高產(chǎn)能的瓶頸問題具有重要現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】露天采煤機；露天煤礦；新疆

一、前言

隨著國家對煤炭需求的增加，以及傳統(tǒng)露天采煤工藝對環(huán)境的破壞日益突顯，如何既能安全采煤，實現(xiàn)高效連續(xù)生產(chǎn)，又能最大程度實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是開采露天煤礦急需解決的一個難題。露天采礦機是近年發(fā)展起來的一種應用于露天礦山開采的新型設備，露天采礦機是從道路機械和井下綜采機組移植開發(fā)的一種新型露天采礦設備，露天采礦機是從事筑路機械專業(yè)工程技術(shù)人員為了解決在石油危機中瀝青價格高漲而需將瀝青循環(huán)使用，并受到井工長臂式采煤法中的滾筒式采煤機切割及掘煤原理的啟發(fā)而研制一種銑刨機，這種連續(xù)工藝顯然也能用于露天礦山采掘作業(yè)中。自1981年在一些國家露天礦開始使用以來，在開采薄礦層及復合層狀礦床的選采方面日益顯示其優(yōu)越性。其主要特點是集破碎、采掘、裝載等工藝環(huán)節(jié)于一身，開采技術(shù)簡單化、作業(yè)連續(xù)化，同時開采成本低。我國在開發(fā)的大型露天煤礦（產(chǎn)量規(guī)模10Mt以上）有平朔、霍林河、伊敏河、準格爾等10余個。目前，世界范圍使用的露天采礦機根據(jù)其切削單元設計不同分為前懸臂切削單元、前置切削單元和中置切削單元等 3 種形式。露天采礦機開采工藝在國外露天礦山中已得到廣泛應用，并且取得了較好的技術(shù)效果與經(jīng)濟效益。

二、露天采礦機的特性分析

露天采礦機應用于露天煤礦中確屬一種新型設備，也是近年來發(fā)展起來的一種采礦設備。這種連續(xù)工藝顯然也能用于露天礦山的采掘當中，且能開采比較堅硬的石灰石礦、硬石膏礦等。

1、露天采礦機的型式。目前，世界范圍使用的露天采礦機根據(jù)其切削單元設計不同分為前懸臂切削單元、前置切削單元、中置切削單元3種。3種切削單元設計各有優(yōu)勢，其中切削單元在中置的露天采礦機使用較多，同樣切削能力情況下機器自重最低，并采用了銑刨、皮帶裝卸的聯(lián)合技術(shù)，無需進行鉆孔、爆破、采裝、破碎等環(huán)節(jié)，使采礦工藝簡單化，實現(xiàn)安全高效生產(chǎn)。其中LMG950可調(diào)高式滾筒露天連續(xù)采煤機裝備，除了可在中小型露天煤礦使用，實現(xiàn)露天煤礦的連續(xù)化作業(yè)、規(guī)?；a(chǎn)之外，也適合在鋁土、磷酸巖、油頁巖、軟石灰?guī)r等礦使用。

2、露天采礦機的工作原理。露天采礦機的切削、破碎、裝運一次性完成，其中部接近地表的部分裝有一個采礦切削滾筒，工作時，隨著整體的直線前進，滾筒及截齒做圓周運動，從而切碎礦巖，切削效率高，并且工作平穩(wěn)。

3、露天采礦機的作業(yè)方式。露天采礦機的作業(yè)方式有分層銑削方法、分段銑削方法。

4、露天采礦機的技術(shù)規(guī)格。目前，露天采礦機經(jīng)過 30 多年的積累和完善，其設備能力逐漸大型化、成熟化，產(chǎn)品系列眾多。其中最新款為 4200SM 型露天采礦機，最大理論切削深度為0.65 — 0.83 m，切削寬度為 4.2 m，滿負荷時油耗為 284 L/h，工作速度為 0 ～ 20m/min，理論爬坡能力為 20%，最大橫向傾斜度為 8%，整機自重 172 400 kg，理論輸料能力為 2 400 m3/h。

5、露天采礦機的性能

露天采礦機開采連續(xù)，工序單一、選采準確、機動靈活，并能控制粒度、投資省、成本低、資源損失少、堅固耐用，設備結(jié)構(gòu)簡單、操作及維修方便，露天采礦機最大的特點就是集破碎、采掘、裝載等工藝環(huán)節(jié)于一身，開采技術(shù)簡單化，且作業(yè)連續(xù)化。省去穿孔爆破作業(yè)工序所需的鉆機等設備器材及相應的操作人員（二次破碎）以及由于爆破所必需采取的安全措施；也省去了開采后平整場地的平路機或推土機等設備和相應的操作人員。選采性能好選采性能好是該機的一個顯著特點，它可通過其中置式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，逐層采掘，把不同質(zhì)的煤、夾矸分別開采出來，并與頂、底板分離。其分離精度可達 10cm，開采厚度也很小，即使是 150mm 的煤（夾矸），也能順利、經(jīng)濟的開采出來。另外 ， 露天采礦機的采深可通過 r 射線測試儀精確地測量出煤和夾石臨界的位置，以便調(diào)節(jié)其采深，因而能最大限度地避免矸石的混入及煤的損失，提高煤質(zhì)及回采率。生產(chǎn)能力高。能適應比較堅硬的煤巖、各種轉(zhuǎn)載設備 （ 卡車、帶式輸送機 ） 以及各種工作場地等。投資省、建設快，成本低。應用露天采礦機不僅可省掉破碎部分投資、節(jié)省或減少選煤廠的投資 ， 而且該機由于工序單一，設備分塊式安裝，建設速度快，在度露天礦山應用廣泛。但也有不足的地方，露天采礦機備品備件昂貴、供貨周期長。而且我是內(nèi)燃驅(qū)動，在我國目前“節(jié)能減排”的大環(huán)境下，比電力驅(qū)動的耗能成本要高。另外，開采至端部有“盲區(qū)”，不能自身開采，需要輔助設備完成。

三、露天采煤機在新疆某露天煤礦的具體應用

新疆礦區(qū)露天煤礦礦地表面積 15.81 km2，總體呈走向北東傾向西南的緩傾斜單斜構(gòu)造，礦田構(gòu)造復雜程度為簡單型。煤田含煤層數(shù)多、厚度大、含煤系數(shù)高，連續(xù)性好，可采儲量 1100.85 Mt，首采區(qū)服務年限 48 a。該礦設計規(guī)模為 10 Mt/a，其中首采區(qū)平均剝采比 2.40 m3/t，首采區(qū)最大開采深度為 360 m。本礦有 3 層主要可采煤層，自上而下分別為 C7、C6、C5 號煤層，C7煤層平均厚度為 71.47 m（占全礦資源儲量的 95%以上），煤層傾角約 5°。煤種以粘結(jié)指數(shù)為 0 的長焰煤為主，零星分布長焰煤和褐煤，屬于低—中灰煤，特低—低硫、特低—低磷、高熱值煤，可作為優(yōu)質(zhì)火力發(fā)電、工業(yè)鍋爐及民用煤。根據(jù)該露天煤礦情況，可以選擇的開采工藝有很多，遵循技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、方案優(yōu)化的原則，經(jīng)過多次論證，采用露天采礦機—卡車+半移動式受煤槽（地面）帶式輸送機半連續(xù)開采工藝。C7號露天礦田因煤層中的矸石夾層多， 采用單斗鏟采裝不利于選擇開采。根據(jù)露天采礦機的技術(shù)性能， 有選采性能好和并不需穿孔爆破而直接采掘， 煤矸不易混合， 切割后煤炭粒度不大于300 mm， 不需破碎機破碎就能滿足膠帶運輸機要求的特點， 使采煤工作面作業(yè)環(huán)節(jié)單一， 特提出采用采礦機采煤的開采工藝。經(jīng)過計算， 需采礦機 6 臺。通過對現(xiàn)有幾種露天采礦機的綜合分析， 選定奧鋼聯(lián)生產(chǎn)的 VASM2E 型（ 電力驅(qū)動） 露天采礦機。此選采方案相對于液壓鏟選采方案節(jié)省露天礦費用10 元/t。VASM2E 型（ 電力驅(qū)動） 露天采礦機選采精度可達到 0.2m，其選采后含矸率為 7.74%，較選采前含矸率降低17.67%。極大的提高了煤炭發(fā)熱量和回收率。

四、結(jié)語

國外應用經(jīng)驗表明，露天采礦機可實現(xiàn)連續(xù)開采，大幅度提高勞動生產(chǎn)率，增加礦山生產(chǎn)能力。在復合煤層和薄煤層的選擇開采中，可提高原煤質(zhì)量，節(jié)省選煤和矸石運輸費用，減少資源損失，提高礦山經(jīng)濟效益。本文通過對新疆某煤礦露天開采可以看出，露天采礦機采用分層的開采方式，可以適應我國露天煤礦煤層結(jié)構(gòu)復雜、選采要求高的資源條件，在我國擁有較廣泛的應用前景。

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