拉斗铲倒堆剥离工艺及在我国应用前景

拉斗铲倒堆剥离是一种先进的开采工艺,机械化程度高,开采成本低.论文对世界范围倒堆剥离用大型拉斗电铲的使用现状做了统计分析,介绍了拉斗铲倒堆剥离工艺特点及拉斗铲的基本作业方式,分析了我国大型煤田采用倒堆剥离方法的有利条件及应用前景.     

露天矿采用倒堆工艺下铲型规格的选择

露天矿应用拉斗铲倒堆工艺的关键问题首先要做好拉斗铲的选型。为达到综合优化选择的目的 ,在系统分析的基础上 ,提出了拉斗铲选型的基本思路 ,通过计算机模拟 ,可对不同方案下的拉铲型号作出选择 ,并得出相应的一系列工作面参数供优化决策使用。     

我国露天煤矿拉斗铲倒堆工艺应用综述

阐述了拉斗铲倒堆工艺在我国露天矿山的应用及推广情况,针对准能黑岱沟露天煤矿拉斗铲应用中存在的问题进行了探讨,搜集整理了大量国外实践数据,客观的量化分析了黑岱沟露天矿拉斗铲倒堆工艺在作业成本、效率、能力等方面与国外存在的差距,提出当前存在问题的根源在于:倒堆开采工艺设计不合理、设备维护检修及生产组织管理水平与国外相比较为落后。根据国内外开采条件的对比分析,提出采用分区开采设计方案替代现行的全工作线开采方案,并提出未来拉斗铲倒堆工艺的重点研究方向应为:采场分区开采设计方法、拉斗铲倒堆作业方式及程序优化设计方法、设计施工管理与设备维护检修的信息化技术。     

拉铲倒堆开采工艺拉铲臂长和斗容的优化模型

根据我国露天煤矿地质赋存特点,提出了拉铲倒堆开采工艺的联合作业方式,即露天煤矿上部剥离物和煤层采用某些开采工艺,最下部煤层上部的剥离物部分或者全部采用拉铲倒堆开采工艺。采用拉铲倒堆开采工艺时,倒堆剥离台阶采用抛掷爆破方式,将一部分剥离物直接抛掷到内排土场;然后,配备大功率的推土机扩展平台,降低倒堆台阶高度;最后,由拉铲将剩余的剥离物直接倒排至采空区。在爆堆形状一定、推土机降段高度一定时,综合考虑拉铲制造价格和剥离工程量等因素,提出了长臂小斗和短臂大斗两种拉铲设备选型方案,提出了拉铲臂长和斗容的优化模型。     

近水平露天煤矿条带开采倒堆工艺关键参数研究

为了研究近水平露天煤矿采用拉斗铲倒堆剥离工艺的基本参数,分析了拉斗铲作业的基本参数,建立了计算公式,基于基本参数推导出拉斗铲的年有效生产能力。根据黑岱沟露天煤矿的基本情况,对其拉斗铲倒堆工艺参数进行了研究和评价。结果表明:拉斗铲的年有效生产能力与回转角之间符合二次函数关系,回转角与开采条带宽度和有效挖掘时间等多个参数存在函数关系。     

露天煤矿应用抛掷爆破技术研究

露天矿采用抛掷爆破技术,可将大量剥离物抛入采空区,使拉斗铲剥离量大为减少,剥离成本大幅度降低。详细研究分析了确定抛掷爆破参数的方法、预裂爆破及倾斜钻孔的应用、取得最佳预裂效果的炸药类型和装药结构、以及台阶参数与抛掷爆破效果的内在联系。为更好地应用拉铲倒堆剥离工艺和抛掷爆破技术提供参考。     

白音华二号露天煤矿拉斗铲倒堆工艺应用研究

对白音华二号露天煤矿采用拉斗铲倒堆工艺的可行性、拉斗铲工作面开采参数、工艺系统采剥作业程序及运煤系统进行了分析研究。二号露天煤矿属近水平缓倾斜煤层,具备采用拉斗铲倒堆工艺的基本条件;主倒堆台阶的岩石采用拉斗铲配合抛掷爆破剥离,煤层间夹矸的剥离由推土机配合拉斗铲来完成;采剥程序采用双翼开采法,从中部将采区分成两部分,拉斗铲和采煤电铲以一定间隔从采区中部分别向两侧端帮推进;采用溜井—坑底下巷道带式输送机—斜井带式输送机运煤系统,可以减小对上部剥离物运距和内排土场容量的影响。     

厚覆盖层下拉斗铲剥离与半连续采煤系统的可靠性

针对拉斗铲倒堆工艺开采的特殊性,将拉斗铲倒堆剥离、坑底存煤和半连续采煤环节看作一个系统,根据露天煤矿的采煤强度要求,利用拉斗铲维修时间分布规律,得到坑底的最小存煤量计算公式,建立系统可靠性模型,分析出系统所处的5种状态以及其相互转化的规律,得到转移矩阵和有效度.通过对神华准格尔能源有限公司黑岱沟露天煤矿的实例研究表明：坑底存煤量取决于拉斗铲的平均维修时间,坑底存煤对于保证拉斗铲倒堆剥离工艺下采煤作业稳定具有重要的意义.同时,提高拉斗铲的维修率是提高系统可靠性最重要的途径.     

基于非线性规划的拉斗铲作业平台参数优化

为了提高拉斗铲作业效率,降低倒堆工艺系统生产成本,需要对拉斗铲作业平台参数进行优化。但由于拉斗铲作业平台高度与平台宽度之间相互影响、相互制约,不能对单个参数进行独立优化,而需要以2者为变量,建立优化模型,提出拉斗铲作业平台参数的综合优化方法。为此分析了拉斗铲单向走行、往返走行情况下的挖掘范围,分别推导了各种情况下的拉斗铲挖掘深度、正向及反向走行距离计算公式,提出了拉斗铲走行时间及作业周期的计算方法,建立了拉斗铲生产效率与作业平台高度、作业平台宽度之间的关系模型。利用抛掷爆破爆堆的三维扫描数据,建立平面直角坐标系,拟合得到爆堆曲线方程,进而提出了有效抛掷率、拉斗铲重复倒堆率、辅助剥离率、拉斗铲倒堆率等变量的计算方法,以倒堆工艺系统年剥离总费用最小为目标函数,综合考虑技术、经济、安全3个方面的因素,构建了基于非线性规划的拉斗铲作业平台参数优化模型,并全面分析了作业平台参数的约束条件,包括影响拉斗铲作业安全、高台阶稳定等的作业安全约束,影响拉斗铲倒堆距离、挖掘深度等的拉斗铲线性尺寸约束,以及拉斗铲、辅助设备等的生产能力约束,提出了模型的求解方法。通过计算可知,黑岱沟露天煤矿的拉斗铲作业效率随着作业平台高度、作业平台宽度的增大先增大后降低,作业平台高度为13.30 m,宽度为118.10 m时,拉斗铲作业效率最大,为4 043.02 m~3/h;其最优作业平台高度为14.60 m,作业平台宽度为118.00 m,优化后每年可节省剥离费用371.70万元。     

论我国露天煤矿拉斗铲倒堆工艺应用前景

文章从拉斗铲倒堆工艺特点及适用条件入手,分析了我国已探明露天煤田适合拉斗铲倒堆工艺的前景,并阐述了针对我国露天矿煤田特点采用拉斗铲倒堆工艺值得注意研究的几个问题。