撫順東露天礦南幫汽轉(zhuǎn)鐵運(yùn)輸方案研究

夏壽亮，趙英拓

（撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 東露天礦，遼寧 撫順 113000）

撫順東露天礦南幫汽轉(zhuǎn)鐵運(yùn)輸方案研究

夏壽亮，趙英拓

（撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 東露天礦，遼寧 撫順 113000）

撫順東露天礦生產(chǎn)工藝分為2種，北幫油母頁(yè)巖礦石采用電鐵工藝進(jìn)行開(kāi)采，南幫煤炭采用汽車工藝進(jìn)行開(kāi)采。由于南幫地質(zhì)構(gòu)造原因，設(shè)計(jì)優(yōu)化南幫現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，加大清巖及露煤進(jìn)度，保證東露天礦持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

露天礦；優(yōu)化工藝；汽轉(zhuǎn)鐵；效率

1 概 況

撫順東露天礦開(kāi)采工藝分2種，北幫油母頁(yè)巖生產(chǎn)工藝為單斗電鏟-鐵路-電機(jī)車運(yùn)輸工藝，該工藝是由開(kāi)采年限較為久遠(yuǎn)的撫順西露天礦引進(jìn)，西露天礦在電鐵工藝上有較長(zhǎng)的應(yīng)用歷史且工藝較成熟。撫順東、西露天礦開(kāi)采煤炭都屬于撫順煤田，煤層賦存情況相近，因而東露天礦引進(jìn)西露天礦成熟的電鐵工藝進(jìn)行開(kāi)采生產(chǎn)，因地制宜，事半功倍。南幫為東露天礦主要的煤炭采區(qū)，主要為汽車工藝，利用汽車工藝機(jī)動(dòng)性高，對(duì)南幫煤炭進(jìn)行生產(chǎn)開(kāi)采。

2 煤炭采區(qū)分布

目前，東露天礦煤炭采區(qū)有+30采區(qū)、2號(hào)公路采區(qū)、西部坑底采區(qū)及東部坑底采區(qū)。+30采區(qū)處于礦區(qū)坐標(biāo)E9800— 9000，該采區(qū)南側(cè)為凝灰?guī)r、玄武巖等巖種；2號(hào)公路采區(qū)處于礦區(qū)坐標(biāo)E9200—E8000，該采區(qū)煤炭賦存量較大，但南側(cè)為凝灰?guī)r巖種；西部坑底采區(qū)處于礦區(qū)坐標(biāo)E7800—E6600，該采區(qū)煤炭矸石量較小，含煤系數(shù)較高，部分區(qū)域存在回填土；東部坑底采區(qū)處于礦區(qū)坐標(biāo) E9600—E8000，該采區(qū)主要為煤炭與油母頁(yè)巖貧礦交接處，煤炭?jī)?chǔ)存量較大。南幫生產(chǎn)過(guò)程中采用挖溝機(jī)配合汽車采裝作業(yè)，由于較為特殊的地質(zhì)條件，需要用挖掘機(jī)進(jìn)行分選露煤，汽車運(yùn)輸。

3 2號(hào)公路采區(qū)生產(chǎn)作業(yè)情況

東露天礦公路系統(tǒng)主要有東、西、南、北環(huán)公路，及東部泵站公路、1號(hào)公路，2號(hào)公路，3號(hào)公路、4號(hào)公路及坑底采區(qū)公路。2號(hào)公路屬于生產(chǎn)重要咽喉要道，對(duì)于公路系統(tǒng)意義重大，該公路貫穿于2號(hào)煤炭采區(qū)，在對(duì)2號(hào)煤炭采區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中，必須保證運(yùn)輸系統(tǒng)的通暢，及時(shí)形成新的2號(hào)公路以保證生產(chǎn)工作的持續(xù)進(jìn)行。對(duì)2號(hào)公路采區(qū)進(jìn)行開(kāi)采時(shí)采用工作線沿煤層走向布置，簡(jiǎn)稱縱采，沿煤層傾向由北向南進(jìn)行推進(jìn)，2號(hào)公路采區(qū)北側(cè)出煤量較大，南側(cè)為凝灰?guī)r等巖種。2號(hào)公路全長(zhǎng)約1.5 km，采區(qū)平盤(pán)寬度平均為60 m，采掘過(guò)程中首先在平盤(pán)北側(cè)形成采區(qū)，一幅采寬為20 m，公路在2號(hào)公路南側(cè)通行，公路系統(tǒng)保留在南側(cè)坡底處。

3.1 布孔作業(yè)

東露天礦鉆機(jī)采用的是湖南山河智能機(jī)械股份有限公司設(shè)計(jì)制造的SWD型一體化潛孔鉆機(jī)，鉆孔直徑為165 mm，潛孔鉆機(jī)采用交流供電方式，輸入電壓為6 600 V經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)為380 V工作電壓。

2號(hào)公路采區(qū)生產(chǎn)過(guò)程中，首先要進(jìn)行布孔作業(yè)。該采區(qū)南側(cè)為到界邊坡，為了不破壞邊坡巖體，鉆機(jī)鉆孔時(shí)在南側(cè)邊坡處要打調(diào)坡孔，正常情況下為每一幅降深高度為8 m，南側(cè)調(diào)坡孔深依次為3、5、7、8 m，正常布孔方式為菱形布孔。由于地質(zhì)構(gòu)造變化，該采區(qū)巖種分布并不均勻，南側(cè)為玄武巖，中間為凝灰?guī)r，凝灰?guī)r分為軟質(zhì)、硬質(zhì)凝灰?guī)r，北側(cè)部分為煤炭及回填土等巖種。南幫鉆機(jī)作業(yè)過(guò)程中，夜班外障影響較小，白班鉆機(jī)作業(yè)過(guò)程中需要推土機(jī)等設(shè)備輔助作業(yè)，處理地盤(pán)以保證鉆機(jī)可以平穩(wěn)作業(yè)，通常夜班效率為白班效率的1.5倍。鉆機(jī)作業(yè)過(guò)程中巖種為玄武巖時(shí)效率為150 m/班，鉆機(jī)作業(yè)過(guò)程中巖種為凝灰?guī)r時(shí)效率為240 m/班，巖種為煤炭時(shí)效率為300 m/班。

作業(yè)過(guò)程中尤其需要注意采區(qū)下部的空巷等采空區(qū)影響，這些采空區(qū)形態(tài)各異、層位復(fù)雜、空間和尺寸不確定。采空區(qū)的危害主要有：①采裝運(yùn)輸設(shè)備陷入采空區(qū)；②采空區(qū)頂板巖石賦存條件的變化，其強(qiáng)度降低后對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。露天開(kāi)采過(guò)程中鉆機(jī)等設(shè)備遇到采空巷后，作業(yè)難度較大且鉆桿打孔過(guò)程中，由于是潛孔鉆機(jī)，鉆機(jī)需要將巖屑吹出孔外，鉆頭以順利降深，但遇到采空巷后，因?yàn)榭障镉绊?，鉆機(jī)風(fēng)機(jī)無(wú)法將巖屑吹出孔外，導(dǎo)致無(wú)法完成降深鉆孔。爆破作業(yè)時(shí)，容易出現(xiàn)拉底情況。影響采裝效率，需要對(duì)拉底區(qū)域進(jìn)行處理。

3.2 爆破作業(yè)

東露天礦爆破作業(yè)采用乳化炸藥，電雷管引爆方式進(jìn)行爆破作業(yè)。爆破巖種有綠色泥巖，油母頁(yè)巖以及凝灰?guī)r、玄武巖、煤炭等巖種，孔網(wǎng)參數(shù)一般為4 m×6 m，設(shè)計(jì)孔深一般為標(biāo)準(zhǔn)孔深8 m，填塞長(zhǎng)度一般為孔深的1/3左右。南幫進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，由于地質(zhì)構(gòu)造，該區(qū)域采區(qū)存在構(gòu)造、斷層等原因，巖種分布局部呈現(xiàn)不規(guī)律分布。在對(duì)南幫采區(qū)進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，要做到合理分配藥量，減少煤炭破碎程度及煤炭自燃情況的發(fā)生。

3.3 采裝及排棄作業(yè)

東露天礦南幫采用汽車工藝進(jìn)行采礦生產(chǎn)，目前東露天礦汽車類型有礦山86型汽車、礦山勇士汽車以及斯太爾汽車，其裝運(yùn)體積分別為30、20、10 m3。南幫清巖及煤炭采區(qū)采用汽車工藝進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，由挖溝機(jī)－汽車配合進(jìn)行采裝作業(yè)，汽車將剝離物運(yùn)送至外排土場(chǎng)進(jìn)行排棄。

4 剝離生產(chǎn)運(yùn)距過(guò)長(zhǎng)

目前，東露天礦分為南、北2大采區(qū)進(jìn)行開(kāi)采，南幫及坑底剝離物主要通過(guò)汽車運(yùn)送至外排土場(chǎng)進(jìn)行排棄，南幫及坑底采裝的煤炭由采區(qū)－2號(hào)公路－1號(hào)公路運(yùn)往煤場(chǎng)進(jìn)行存儲(chǔ)及銷售。采裝剝離物由汽車外排，作業(yè)平均運(yùn)距達(dá)5 km，超出汽車經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)距范圍（2.5～3.0 km），排棄成本過(guò)高。面對(duì)此生產(chǎn)現(xiàn)狀南幫露煤剝離量急需尋找新的排棄方式進(jìn)行生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本。

5 電鏟－汽轉(zhuǎn)鐵工藝方案

東露天礦坑底煤炭采區(qū)與北幫油母頁(yè)巖采區(qū)生產(chǎn)相伴而生，北幫油母頁(yè)巖臺(tái)階逐步向北推進(jìn)，坑底煤炭采區(qū)逐步降深露煤，目前，坑底2W2采區(qū)為油母頁(yè)巖貧礦采區(qū)，由長(zhǎng)臂電鏟601進(jìn)行上裝推進(jìn)作業(yè)。2W2貧礦采裝作業(yè)主要是為東露天礦降深下延電鐵開(kāi)拓系統(tǒng)及露煤生產(chǎn)服務(wù)。由于電鏟采裝能力強(qiáng)，年推進(jìn)速度較快，可為下部煤炭采區(qū)及時(shí)露煤做好準(zhǔn)備工作，坑底采區(qū)及時(shí)出煤可確保全年順利完成煤炭生產(chǎn)任務(wù)。

露天礦水源主要有大氣降水、地表水和地下滲透水，東露天礦坑底采區(qū)在汛期期間，因?yàn)榻涤炅吭龃蟮挠绊?，不能作為煤炭重點(diǎn)采區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。汛期期間（每年7—9月）坑底采區(qū)需要增設(shè)浮船泵站進(jìn)行匯水排水作業(yè)，因?yàn)楸谜镜脑O(shè)立，將會(huì)對(duì)坑底煤炭生產(chǎn)造成影響。這時(shí)候煤炭生產(chǎn)的重心將轉(zhuǎn)移到南幫+30、2號(hào)公路采區(qū)等煤炭賦存量相對(duì)較低的采區(qū)，為了保證煤炭生產(chǎn)的持續(xù)作業(yè)，此時(shí)，露煤工作將顯得尤為重要。南幫2號(hào)公路運(yùn)輸系統(tǒng)貫穿于2號(hào)公路采區(qū)，在組織煤炭生產(chǎn)的同時(shí)，必須保證公路運(yùn)輸系統(tǒng)的正常通行。

設(shè)計(jì)將北幫剝離4 m3電鏟調(diào)運(yùn)至南幫2號(hào)公路采區(qū)進(jìn)行剝離露煤工作。由4 m3電鏟對(duì)礦山勇士及礦山86型汽車進(jìn)行采裝作業(yè)。由北幫延路端生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，4 m3電鏟滿足汽車采裝要求，可以為汽車生產(chǎn)工藝進(jìn)行服務(wù)。

作業(yè)過(guò)程中，需要優(yōu)化生產(chǎn)方式，制定滿足電鏟作業(yè)要求的采區(qū)工作面。由電鏟進(jìn)行采裝作業(yè)時(shí)，2號(hào)公路采區(qū)南側(cè)臺(tái)階為東露天礦1號(hào)公路最終運(yùn)輸系統(tǒng)，在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，必須保證不破壞1號(hào)公路現(xiàn)有坡面，在采區(qū)下延的過(guò)程中，南幫1號(hào)公路坡面在不破壞邊坡巖體的情況下逐步采掘到界。組織電鏟對(duì)2號(hào)公路進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，采區(qū)南側(cè)坡底必須留刷坡余量，因?yàn)殡婄P勺斗規(guī)格的制約，電鏟采裝完成后，臺(tái)階坡面角度可達(dá)70°，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于南幫穩(wěn)定坡面角度30°的要求，所以現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，通過(guò)驗(yàn)收平面圖及采區(qū)臺(tái)階高度進(jìn)行綜合考慮確定電鏟采界邊界，以保證最終公路系統(tǒng)坡面完整性及穩(wěn)定性。由電鏟進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，因設(shè)備作業(yè)條件要求，爆破作業(yè)必須保證塊度均勻，減少大塊率的出現(xiàn)，盡量避免出現(xiàn)拉底情況，否則電鏟將無(wú)法進(jìn)行采裝作業(yè)，影響生產(chǎn)效率，對(duì)露煤工作產(chǎn)生影響。如果現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)拉底及大塊情況，情況相對(duì)較輕的需要及時(shí)安排錘頭破碎機(jī)進(jìn)行破碎作業(yè)，處理拉底及大塊以保證電鏟可以順利進(jìn)行采裝作業(yè)。

6 電鏟-汽轉(zhuǎn)鐵工藝的效益分析

6.1 汽轉(zhuǎn)鐵工藝電鏟生產(chǎn)能力

2號(hào)公路采區(qū)采用電鏟進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，經(jīng)驗(yàn)收統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)能力可達(dá)5萬(wàn)m3/月，相比挖掘機(jī)3萬(wàn)m3/月的生產(chǎn)效率，每月提升2萬(wàn)m3的露煤工程量，加快了煤炭采區(qū)的露煤進(jìn)度及保證2號(hào)公路的及時(shí)移設(shè)形成，避免出現(xiàn)中斷運(yùn)輸滯后生產(chǎn)的情況。

6.2 汽轉(zhuǎn)鐵工藝排棄作業(yè)

為了減少外排棄量及減少汽車工藝排棄運(yùn)輸距離，設(shè)計(jì)研究在西部坑底2W2采區(qū)設(shè)立“汽轉(zhuǎn)鐵”場(chǎng)地進(jìn)行南幫汽車剝離排棄作業(yè)?！捌D(zhuǎn)鐵”即為汽車剝離運(yùn)輸量轉(zhuǎn)運(yùn)至電鐵工藝采區(qū)進(jìn)行排棄，再由電鏟采裝進(jìn)行鐵路運(yùn)輸排棄，剝離量排棄至西露天礦內(nèi)排土場(chǎng)。2W2采區(qū)排棄方式采用場(chǎng)地式排土方式，貼近2W2臺(tái)階坡面由汽車進(jìn)行排棄作業(yè)，逐步漲道至2W2臺(tái)階高度，開(kāi)始平翻作業(yè)。

6.3 汽轉(zhuǎn)鐵工藝節(jié)省資金

通過(guò)新建汽轉(zhuǎn)鐵場(chǎng)地，將南幫煤炭剝離量轉(zhuǎn)運(yùn)至西部坑底電鐵采區(qū)進(jìn)行排棄運(yùn)輸，排棄運(yùn)距為1.5 km，減少了2號(hào)公路采區(qū)汽車配備數(shù)量，節(jié)省汽車去往68站站場(chǎng)建設(shè)工程，緩解了設(shè)備能力不足的問(wèn)題，同時(shí)可以加大設(shè)備力量對(duì)西部坑底進(jìn)行重點(diǎn)降深工作，為2號(hào)公路的順利下延做好準(zhǔn)備。目前，2號(hào)公路底部水平為+11 m，西部坑底采區(qū)水平比東部坑底高約20 m，為了保證系統(tǒng)的水平貫通，急需加大西部坑底降深力度。截至2016年底西部坑底降深水平為+4 m左右，2號(hào)公路需要進(jìn)一步降深下延與+4 m水平相接，確保運(yùn)輸系統(tǒng)的連貫性。2號(hào)公路采區(qū)剝離物通過(guò)汽轉(zhuǎn)鐵方式進(jìn)行排棄，相比通過(guò)汽車外排節(jié)省運(yùn)距3.5 km。2號(hào)公路年剝離量為60萬(wàn)m3，汽車運(yùn)輸成本2.61元/km，通過(guò)設(shè)立汽轉(zhuǎn)鐵場(chǎng)地，2號(hào)公路全年節(jié)省汽車運(yùn)輸費(fèi)用548.1萬(wàn)元。

7 總 結(jié)

通過(guò)工藝優(yōu)化，東露天礦南幫2號(hào)公路采區(qū)采用電鏟-汽車工藝進(jìn)行露煤生產(chǎn)工作，在汛期內(nèi)最大程度地緩解了煤炭生產(chǎn)緊迫的局面并大大地節(jié)省了生產(chǎn)成本。該工藝的成熟運(yùn)用，為東露天礦公路運(yùn)輸系統(tǒng)的及時(shí)下延提供了保障。2號(hào)公路屬于重要交通要道，其連通東部泵站公路、1號(hào)公路、+30采區(qū)及西部坑底采區(qū)等重要煤炭采區(qū)，同時(shí)也是東露天礦設(shè)備運(yùn)輸、人員交通的重要道路，保證該公路系統(tǒng)的順暢通行，對(duì)東露天礦生產(chǎn)意義重大。

［1］夏壽亮，趙英拓，陳立杰，等.撫順東露天礦月牙灣泵站清淤工程方案［J］．露天采礦技術(shù)，2015（9）：82-84.

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［3］李煥忠，李惠發(fā)，陳思，等.撫順東露天礦邊坡穩(wěn)定性分析［J］．露天采礦技術(shù)，2009（2）：38-39．

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【責(zé)任編輯：陳 毓】

Research of south slope automobile transfer railway in Fushun East Open-pit Mine

XIA Shouliang,ZHAO Yingtuo
(East Open-pit Mine,Fushun Mining Group Co.,Ltd.,Fushun 113000,China)

The production process in Fushun East Open-pit Mine is divided into two kinds.The north slope oil shale ore adopts electric iron technology mining,and south slope adopts automotive technology for mining.As a result of the south slope geological structure,the mine designs and optimizes the existing production technology,and increases the progress of coal and rock,in order to ensure the sustainable development of the East Open-pit Mine.

open-pit mine;optimization technology;automobile transfer railway;efficiency

TD824

B

1671－9816（2017）03－0005－03

2016-12-09

夏壽亮（1969—），男，遼寧撫順人，露采高級(jí)工程師，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)露天采礦專業(yè)，現(xiàn)任撫順東露天礦生產(chǎn)技術(shù)科科長(zhǎng)。

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.03.002

夏壽亮，趙英拓.撫順東露天礦南幫汽轉(zhuǎn)鐵運(yùn)輸方案研究［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（3）：5-7.