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.     

露天煤矿抛掷爆破拉斗铲倒堆与时效边坡多参数耦合机理

大型现代化露天煤矿的生产,既是在地壳实体上构造空间,又是在空间上构造矿山实体的复杂过程,揭露煤层需要进行大规模的爆破剥离,不可避免地形成了采场工作帮、非工作帮、端帮、排土场高陡边坡、相应的采场工作帮、端帮高陡边坡形成、几何参数、服务状态等是一个动态变化过程。 论文综合运用露天采矿学原理、可靠性理论、防灾减灾学理论与矿山岩体力学方法,通过调查研究、实验室研究、理论分析、数值模拟和现场工程实践,建立了露天煤矿边坡三维潜在滑动面稳定性分析方法,创建了棱柱体和圆柱体三维滑坡模型,分析了边坡暴露长度与稳定性之间的关系。 基于露天煤矿端帮高陡边坡特点,建立了露天煤矿非对称地应力卸载拱墙模型,分析了边坡各层岩体变形的协同性,结合弱层蠕变老化理论,给出了露天煤矿边坡失稳的判断准则,揭示了露天煤矿高陡边坡稳定性分析的露天采矿学基本原理。 基于露天煤矿采场高陡倒堆边坡的三维展布特点,建立了采矿工艺极限推进度数学模型,揭示了露天煤矿采场采动过程中边坡力学变化规律,提出了后冲能量的衰减方程矩阵;根据弹道理论,得到了抛掷爆破的最优抛掷角度,通过建立露天煤矿抛掷爆破有效抛掷率有限元模型和抛掷爆破参数反演模型,进行了有效抛掷率的预测。 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,建立了系统可靠性模型,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;创建了拉斗铲倒堆中间沟运输方式下破碎站和运煤通道移设步距的数学模型,得到了矿山煤仓合理存储容量;建立了拉斗铲服务水平数学模型,得出了拉斗铲服务水平和年计划生产能力、拉斗铲的作业时间和煤层厚度变化的关系;提出了限制工艺与非限制工艺的概念,实现了拉斗铲作业参数动态调整。 通过黑岱沟露天煤矿的实例研究验证了研究内容、方法和结果的正确性和有效性。     

白音华露天煤矿合理开采规模和工艺研究

为确定合理的开采规模,对两坑方案和一坑方案进行了对比．两坑方案为二号和三号露天矿分别开采,能力分别为15Mt／a和14Mt／a;一坑方案为两矿合并开采,能力为29Mt／a．结果表明,露天矿的合理开采规模为29Mt／a．半连续工艺和拉斗铲工艺在技术上对露天矿都适合．经济指标的对比表明,露天矿宜采用由拉斗铲无运输倒堆工艺与半连续工艺组成的综合开采工艺,即采场上部剥离采用单斗电铲与自移式破碎机的半连续工艺,中部剥离采用拉斗铲无运输倒堆工艺,下部采煤采用由电铲、卡车、破碎机和地下带式输送机构成的半连续工艺．     

白音华露天煤矿合理开采规模和工艺研究

为确定合理的开采规模,对两坑方案和一坑方案进行了对比．两坑方案为二号和三号露天矿分别开采,能力分别为15Mt／a和14Mt／a;一坑方案为两矿合并开采,能力为29Mt／a．结果表明,露天矿的合理开采规模为29Mt／a．半连续工艺和拉斗铲工艺在技术上对露天矿都适合．经济指标的对比表明,露天矿宜采用由拉斗铲无运输倒堆工艺与半连续工艺组成的综合开采工艺,即采场上部剥离采用单斗电铲与自移式破碎机的半连续工艺,中部剥离采用拉斗铲无运输倒堆工艺,下部采煤采用由电铲、卡车、破碎机和地下带式输送机构成的半连续工艺．     

基于抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺的露天矿生产能力研究

分析了拉斗铲设备自身条件、抛掷爆破效果及开采参数对露天矿生产能力的影响关系,推导得出了露天矿生产能力的计算公式,采用敏感性分析方法研究了各因素对露天矿生产能力的影响程度。研究结果表明:倒堆台阶高度、拉斗铲稳态有效度和有效抛掷率是影响抛掷爆破-拉斗铲工艺露天煤矿生产能力的关键因素,其中倒堆台阶高度和拉斗铲稳态有效度是根本因素;实现33Mt/a的生产目标,应保证拉斗铲设备稳态有效度93.8%以上,同时将倒堆台阶高度降低至38m以下。     

基于灰关联分析的拉斗铲作业效率研究

分析影响拉斗铲作业效率的主要因素,可以提高拉斗铲的生产能力,降低生产成本,提高矿山经济效益。通过研究拉斗铲作业效率影响因素,选取了实动时间、炸药单耗、采装周期和满斗系数4个可量化的指标作为比较数列,以拉斗铲月生产能力作为参考数列,结合黑岱沟露天煤矿拉斗铲现场作业统计数据,采用灰关联分析方法,确定了满斗系数是影响拉斗铲作业效率的最主要因素。针对分析结果,结合现场实际生产,提出了单斗卡车辅助拉斗铲进行剥离的工艺改进措施以及其他有效措施。     

煤层厚度变化下拉斗铲生产可靠性分析

本文基于大量现场钻孔资料,以减小煤层厚度为区域化变量的影响,采用数理统计的方法对煤层的平均厚度进行区间估计,并将拉斗铲生产能力作为变量,给出煤层厚度变化下拉斗铲生产可靠性的概念,建立了拉斗铲-煤层厚度的机-自然可靠性模型,同时定义了可靠度的计算公式,为研究拉斗铲-煤层条件可靠性提供了一种有效的方法,为拉斗铲选型提供了可靠性分析理论的依据.     

拉斗铲无运输倒堆工艺系统作业方式研究

介绍了一台拉斗铲无运输倒堆开采工艺对单一煤层、多煤层及对5层煤的覆盖岩层进行无运输倒堆的工艺系统的作业方式,并结合红沙泉一号露天煤矿剥离拟采用拉斗铲无运输倒堆开采工艺的具体情况,分析得出本矿应用一台拉斗铲无运输倒堆开采工艺对2煤层煤的覆盖岩层进行无运输倒堆的工艺系统的作业方式。     

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。     

基于倒堆工艺的复合煤层回采对矿山生产能力影响

针对黑岱沟露天煤矿抛掷爆破—拉斗铲剥离工艺及生产能力高位运行的现状,为了解决现条件下9号煤无法采出的问题,提出了单铲逐层倒堆和追踪式变采宽开采两种可行方案,并分析了两种开采方案对生产能力的影响。结果表明:单铲逐层倒堆使设备效率降低,生产能力最高能达到24.46Mt/a;追踪式变采宽方案能达到的生产能力为28Mt/a左右,且当6号煤端帮到界后在端帮处舍弃长度为160m的9号煤时生产能力可达到30Mt/a的生产要求。