露天开采近水平及缓倾斜矿床时, 由于开采强度、设备规格、产量规模及经济性等限制条件, 采用分区开采。在技术和经济可行的条件下, 按矿床的地质条件把矿田分为若干个区域, 在进行开采时要按照已经确定好的顺序进行开采, 大多数的露天大面积水平及缓倾斜矿区在开采时均是采用这类方法[1]。当然在进行开采时, 不一定按照已经规定好的顺序和采区进行开采的, 也可以有一定的变动, 因为多数要根据开采过程中的出现的矿床条件实际情况进行不断修改。在理想状态下, 要保证在开采区内的剥采比恒定, 当一区的剥采比有所下降时, 要保证二区开始进行逐步缓帮, 以保证两个采取内的累计剥采比保持正常。不过由于实际操作中, 各种因素的影响, 例如两个采区的工作线长度、方向、运输、排土、地形和煤量煤形的不同影响着进度, 同时还牵涉到新采区的外部环境准备是否及时, 过渡时期的生产中产生一些问题, 这些因素均会影响到工作的进展, 造成运输功能和成本的变动, 本文为探讨在过渡时期大型煤矿采区转向运输系统的问题, 以朔安太堡露天矿开采为例进行了一系列的探讨。
我国的安太堡露天煤矿位于平朔, 是目前我国最大的露天煤矿, 在1985年6月划分开采合同区范围, 1992年至1995年实现第一次分区过渡, 首采区向二采区的过渡。1999年后半年, 实现了煤矿的第二次分区过渡, 开始进入Ⅲ采区。在经过对以往分区经验的总结及其他资料的报道, 在原先的分区方案基础上提出了新的分区方案, 新的方案否定的原先的两种方案, 采用二采区扇形转, 三采区北、东部到合同区边界, 南部让开4号无煤区及9号高硫区[2]。
煤矿在开采时, 向二采区转向中, 一采区的东北角会有一部分的内排空间闲置出来, 同时由于二采区的内排空间在开采过程中逐渐紧张, 造成二采区的内排空间不足, 如果想要缓解二采区的紧张情况, 可以将二采区的一部分物料运输到其他的空间内, 但这将会影响到二采区的下盘正常开采, 在这种条件下, 为保证二采区下部平盘的正常运行, 在二采区东帮1300标高处搭桥。进行施工时, 先将搭桥处一采区的煤采出, 把内排空间给腾出来。1300标高距离坑底有100m, 安太堡矿排土段高30m。
搭桥解决了二采区1300标高的平盘物料排弃, 搭桥处物料可采用高段排土, 根据采区物流和排土场, 搭桥在1300标高段排土, 安全措施:禁止黄土和岩石混排, 只能排弃岩石;挡土墙要有一定的高度;卡车垂直于排土线排土;推土机推弃物料。同时要注意随时掌控排土情况, 防止意外的发生。二采区下部物料的流向尽量运往一采区1240水平排弃, 控制1300平盘的排弃段高。延迟1300平盘的对接, 以便有足够的时间对运输系统进行改造, 同时加大利用一采区1240平盘, 为1300平盘排弃创造条件。整个工程共花费时间18个月, 共排弃剥离物20mm3, 节约运距0.7km。这在卡车数量不足的情况下, 为完成生产任务提供了条件。
安太堡煤矿是近水平煤层, 二采区的剥离物, 一部分运送到采场外的排土场, 还有一部分实现了内排。主要方式为:4号煤以下双向内排、双侧压帮, 以上西侧压帮、东侧留沟、单向排土。二采区采用扇形转向向三采区的过渡, 原计划中, 三采区的中部经二采区北帮和西帮进行内排, 北部剥离物运往外部, 南部运向南寺沟排土场。虽然计算中得出内排满足剥离量要求, 但4个剥离物的平均内排运距大, 使卡车数量不足, 运输成本增加。
安太堡煤矿在解决上述问题时, 采用反向内排技术。具体为:在二采区靠界时, 先将三采区东部区域全面靠界, 优先西部发展, 在二采区东北处留出空间, 可以保证三采区1360-1300的4个平盘剥离物由北向南排出, 实现内排南北对接。
安太堡露天矿实施转向和三采区缓帮中有很多困难出现。转向期间的困难有:缓帮初期无法实现剥离物的内排和外排两侧同时延深, 原先的通道由于多年塌落, 无法延伸, 影响和制约三采区的工作, 增加了成本。三采区南段北部1330、1345和下部平盘可采用原“1300横桥”, 在工作线两端延伸, 尽量实现部分平盘的双向运输, 缩短运距, 为此在三采区南段北部利用原“横桥”向上形成1315-1330运输坡道, 形成“树枝形”, 从而缩短了剥离物的运距。
经过对安太堡露天煤矿的采区转变出现的问题及解决方案的研究, 得出如下的结论: (1) 转向过渡期间, 根据排弃的数量及位置不同, 按照这些特点寻找最优的运输路径, 减少运输距离, 减少成本, 安太堡露天矿在一区与二区过渡时, 采用搭桥方式, 将二区的丢弃物运输至一区中, 充分利用了一区的大量闲置内排空间, 也缓解了二区的空间紧张状态。 (2) 过渡期间也要加快旧采区的采掘速度, 安太堡露天矿在二采区与三采区过渡时, 先将临近三采区的区域提前靠界, 在东北角形成排弃空间, 实现反向高段内排, 缓解下部内排的局面, 降低成本, 这种解决方式对解决转向期间的空间不足的问题有比较作用。 (3) “树枝形”分叉性的运输系统缩短了运输的距离, 同时起到了双向延深、加快缓帮的作用, 为连续生产提供了条件。 (4) 在解决安太堡露天矿出现的问题时, 要一方面从实际出发, 解决工程中的问题, 提高工作效率, 降低成本, 另一方面还对如何解决露天矿转向接续的技术提供了技术经验。
摘要：本文以安太堡露天矿转变为例, 探讨了大型露天煤矿采区转向过渡期间开拓运输系统优化的若干问题及对策。安太堡露天矿采用的搭桥方案、反向高段内排方案及“树枝形”运输系统等措施, 从实际出发, 解决了生产中的问题, 带给了企业可观的经济效益, 同时安太堡露天矿与其他的近水平矿床露天矿的分区有普遍的共性, 在进行安太堡露天矿转变时积累的经验也对其他的大型露天煤矿开采过渡运输系统有着积极的促进作用。
关键词：露天煤矿,分区开采,过渡
[1] 尚涛, 才庆祥, 刘勇, 等.露天矿分区过渡期间合理开拓运输系统选择[J].中国矿业大学学报, 2004 (4) .
[2] 徐志远, 才庆祥, 刘宪权.安太堡露天煤矿采区转向过渡若干问题及对策[J].煤炭工程, 2006 (12) .
[3] 周伟, 才庆祥, 谢廷堃, 等.大型近水平露天煤矿转向期间开拓运输系统优化研究[J].采矿与安全工程学报, 2008 (4) .
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