露天采礦機(jī)煤層選采厚度選擇探討

李增強

[摘 要]本文針對露天采礦機(jī)獨特的結(jié)構(gòu)特點，通過合理的勘測煤層厚度，科學(xué)地探討了露天采礦機(jī)的選采厚度及其開采原則，并給出了含矸率和毛煤熱值的評價指標(biāo)計算公式。通過分析影響煤層選采厚度的重要因素，探討了選采厚度的確定原則，通過實際開采數(shù)據(jù)的結(jié)果表明：露天采礦機(jī)最佳的選采厚度為0.25m，選用此開采厚度不僅提高了選采效率，而且保證了對施工作業(yè)的安全可靠性。

[關(guān)鍵詞]露天采礦機(jī) 選采 煤層厚度

中圖分類號：TM725 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）43-0005-01

1.前言：

現(xiàn)如今，我國正處在由發(fā)展中國家向發(fā)達(dá)國家過度的關(guān)鍵時期，對能源的需求和儲備有了更高的要求，尤其是煤炭這種不可再生能源需求更是與日劇增。但是，在開采能源的同時也要做到自然環(huán)境的保護(hù)，為可持續(xù)發(fā)展的理念做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。為了滿足我國各個行業(yè)的生產(chǎn)生活需要，在煤炭開采方面我國的開采技術(shù)也有了顯著的進(jìn)步，不斷勘探出更大更好的煤炭基地，并對其進(jìn)行合理的開放與開采，不僅需要更加科學(xué)合理的開采方式來盡可能的減少浪費，而且針對我國煤炭資源的露天開采模式，為了確保開采質(zhì)量，就需要利用像露天采礦機(jī)這樣先進(jìn)的開采工具才能減少資源的浪費。露天采礦可分露天金屬礦床開采、露天煤礦開采和露天鐵礦開采三種開采方式，而煤層選采厚度的選擇主要屬于露天煤礦開采。如何對露天采礦機(jī)的煤層厚度進(jìn)行選采，并保證開采的安全性和環(huán)保性成了當(dāng)務(wù)之急。

2.露天采礦機(jī)煤層選采厚度選擇探討概述

2.1 露天采礦機(jī)概述

通長我們使用的露天采礦機(jī)集爆破、破碎和采裝于一體， 開采方式是水平逐層開采，這樣不但實現(xiàn)了精確的煤炭開采，同時還保證了穩(wěn)定的選擇性開采。與傳統(tǒng)的開采設(shè)備相比，露天采礦機(jī)的選采性能高，可以開采小于1m的煤層，可以對薄煤層進(jìn)行分采分運，減少了煤炭在開采過程中因某些不利因素而大量損失。對于存在頂?shù)准皧A矸等結(jié)構(gòu)的復(fù)雜煤層，尤其是在硬度極高的巖層中，使用傳統(tǒng)的設(shè)備不但會增加煤炭的破碎及洗選成本，而且也會增加矸石及選煤廢渣的運輸成本。采用露天采礦機(jī)可以大幅度的減少以上的缺點，雖然無法避免毛煤損失和矸石雜質(zhì)，但是露天采礦機(jī)可以把開采深度降到最低，將開采過程中的回采率和熱值達(dá)到應(yīng)有的最佳效果。

2.2 煤層開采模型

在煤礦的開采過程中，會遇到很多難題，諸如像矸石這樣的雜質(zhì)，它會增加煤的灰分，致使煤炭在使用過程中不易燃燒造成不必要的浪費。所以在開采過程中如何進(jìn)行科學(xué)的篩選來減少矸石的混入，提高原煤質(zhì)量和燃燒率，我們就需要一個合理的毛煤損失與矸石混入模型（如圖1）。以此來保證露天采礦機(jī)的合理開采范圍，這樣才能有效的減少矸石混入，避免了原煤在使用過程中造成更多的環(huán)境污染，以及不能很好的燃燒等諸多問題。

另一方面，對于滾筒式露天采礦機(jī)，可以假設(shè)其切削轉(zhuǎn)子的震動特性與切入深度有關(guān)，因為任何機(jī)械都或多或少的具有機(jī)械震動，而機(jī)械震動會降低機(jī)械加工的精度。所以我們可以認(rèn)為毛煤損及矸石與露天采礦機(jī)的切削轉(zhuǎn)子振幅有關(guān)，如果是在震動范圍內(nèi)，也就是在安全范圍內(nèi)開采，那么我們建立的毛煤損失與矸石混入模型就是合理可行的。

2.3煤層選采厚度選擇探討

為了幫助開采人員更加便利的進(jìn)行施工作業(yè)，獲得更加有效的開采參數(shù)，除了毛煤損失與矸石混入模型以外，煤層的選采厚度還需要有一個更加合理的原則。另外，盲目的開采不僅會破壞部分山體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致山體塌陷或者山體滑坡等災(zāi)害，而且還會增加以后持續(xù)的開采的難度，增加原煤的浪費量，不符合我國可持續(xù)發(fā)展的要求。所以，為了提高露天采礦機(jī)的開采效率，開采的深度應(yīng)接近或者小于采礦機(jī)的最大開采深度。

由多次開采的經(jīng)驗及數(shù)據(jù)可以得出，露天采礦機(jī)的選采深度與開采能力符合如下函數(shù)關(guān)系：

由公式可以得出，在采礦的開采深度和采礦機(jī)的額定開采深度不變的情況下，如果露天采礦機(jī)的開采能力不足或者開采能力下降，就會導(dǎo)致采礦機(jī)的實際開采能力下降，換句話說就會加大實際的投資費用。但是，如果提高選采效果（矸石和雜質(zhì)的含量下降）以此來增加經(jīng)濟(jì)效益，很可能難于抵償由于降低了采礦機(jī)生產(chǎn)效率而增加的生產(chǎn)費用。顯然這與我們企業(yè)的開發(fā)宗旨是相悖的。

因此，采礦機(jī)用于選采時存在一個經(jīng)濟(jì)合理的最小分層開采深度。這個開采深度就是選采厚度，它需滿足。

式中：為提高了選采效果（煤炭熱值提高增加的售價或較少的選煤成本）而增加的經(jīng)濟(jì)效益；為采礦機(jī)生產(chǎn)效率的降低所引起的生產(chǎn)費用的增加。根據(jù)露天礦采礦原理及經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化，選采厚度應(yīng)滿足如下要求：

（1）毛煤發(fā)熱量要求：選采后的含矸率所對應(yīng)的毛煤發(fā)熱量應(yīng)滿足用戶要求；

（2）礦山推進(jìn)度要求：在滿足發(fā)熱量的前提下，選采層數(shù)應(yīng)盡量少，以簡化選采程序，適應(yīng)現(xiàn)代化露天礦推進(jìn)強度較大的要求；

（3）經(jīng)濟(jì)合理性要求：即。

3.結(jié)論

（1）本文建立了毛煤損失與矸石混入模型，為露天采礦機(jī)的選采厚度的確定及優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)和方法。此選采效果與煤層總厚度成正相關(guān)，與大夾矸總層數(shù)及小夾矸總厚度成負(fù)相關(guān)。

（2）確立了煤層選采厚度的優(yōu)化原則，通過對比實際開采數(shù)據(jù)作為實例，得出了選采厚度、選采層數(shù)及選采后含矸率的關(guān)系：選采厚度越小，則選采層數(shù)越多，含矸率越低，熱值越高。但過小的選采厚會降低采礦機(jī)效率，影響露天礦整體推進(jìn)度。故確定0.25m為經(jīng)濟(jì)合理的選采厚度。

（3）夾矸層多，露天煤礦煤層薄，是我國煤層普遍存在的特點，由此看來露天采礦機(jī)的推廣應(yīng)用有廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)

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