基于产量目标的露天煤矿倒堆台阶高度优化研究

论文基于抛掷爆破弹道理论,以现场实测数据为基础,分析确定了有效抛掷率与倒堆台阶高度之间的关系。分析了拉斗铲作业参数对露天煤矿生产能力的影响,并结合倒堆台阶高度和有效抛掷率之间的关系,给出了抛掷爆破拉斗铲倒堆工艺条件下露天煤矿生产能力的计算公式。提出黑岱沟露天煤矿在设备作业参数不变的情况下,生产能力与倒堆台阶高度的二次函数有关,如果产量要求在33Mt/a时,需调整倒堆台阶高度至37m以下,方能保证产量要求。     

抛掷爆破与拉斗铲倒堆工艺研究

根据黑岱沟露天煤矿的矿床地质条件及扩建的要求，系统的研究了抛掷爆破与拉斗铲倒堆相结合的剥离工艺。对抛掷爆破的方法与参数、剥离台阶开采参数、有效抛掷率、拉斗铲作业方式、再倒堆系数等进行了模拟计算与分析。     

综合工艺条件下抛掷爆破剥离系统工作线长度优化

为了优化综合工艺条件下抛掷爆破-拉斗铲倒堆剥离系统工作线长度,在分析抛掷爆破剥离台阶与综合工艺系统间耦合影响关系的基础上,确定了剥采工程延深程序约束下的抛掷爆破剥离台阶推进度是综合工艺系统中的制约性因素,以黑岱沟露天煤矿综合工艺系统为背景,系统地分析了抛掷爆破剥离系统工作线长度对综合工艺剥离费用、内排运输费用及倒堆工艺作业效率间的影响关系,并建立了影响关系模型。以间断工艺剥离费用、运输费用与抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺剥离费用构成的综合工艺总剥离费用最小为目标函数,确定了综合工艺总剥离费用与抛掷爆破台阶工作线长度的函数关系,以工作线两翼分区作业最小工作线长度、拉斗铲系统生产能力、露天矿生产能力、工作线长度非负等为约束条件,构建了综合工艺条件下抛掷爆破剥离系统工作线长度的约束非线性规划模型。依据黑岱沟露天煤矿综合工艺实测数据,求解结果表明:(1)综合工艺总剥离费用和最佳工作线长度随生产能力增大而增大,而最佳工作线长度也与拉斗铲年实动率影响的年作业时间密切相关。(2)在当前拉斗铲实动率及系统开采参数条件下,满足产能34 Mt/a要求的最佳工作线长度应为2.29 km,而现有采区划分实际条件所限...     

抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺台阶采掘带宽度优化

抛掷爆破与拉斗铲配合的倒堆工艺环节中,拉斗铲在抛掷爆破形成的爆堆上作业,采掘带宽度是维系爆破区域与设备作业的关键开采参数。抛掷爆破效果、工艺设备作业要求及多煤层开拓运输系统布置是影响采掘带宽度的重要因素,根据抛掷爆破与拉斗铲作业特征和配合模式,分析了抛掷爆破开采参数与拉斗铲作业参数的影响关系;分析了与有效抛掷率影响密切相关的台阶高宽比及炮孔排效应。以抛掷爆破与拉斗铲倒堆综合成本最小为目标,以工艺设备作业要求和开拓运输系统布置条件为约束,建立了抛掷爆破采掘带宽度优化的非线性数学规划模型。并采用该模型对黑岱沟露天煤矿抛掷爆破台阶采掘带宽度进行优化,确定其最佳采掘带宽度为67 m。     

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。     

黑岱沟露天煤矿拉斗铲倒堆作业台阶稳定性分析

根据拉斗铲倒堆开采工艺的特点,结合黑岱沟露天煤矿实际,通过分析拉斗铲倒堆作业站立水平距煤层顶板不同高度下的安全系数,确定拉斗铲倒堆作业台阶的安全高度范围,保证煤炭的均衡生产。     

抛掷爆破—拉斗铲倒堆工艺的应用与创新

阐述了抛掷爆破设计与施工、单斗—卡车—推土机做扩展平台、拉斗铲倒堆程序,及此工艺作业的安全保障和在黑岱沟应用中的创新点及需要克服的难点。     

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。     

拉斗铲倒堆剥离工艺在黑岱沟露天煤矿的应用

详细阐述了拉斗铲工作台阶参数,并对拉斗铲倒堆剥离技术在黑岱沟露天煤矿的应用进行了详细分析,然后对拉斗铲作业方式进行详细研究。     

黑岱沟露天煤矿抛掷爆破效果综合评价

黑岱沟露天煤矿中部岩石剥离采用拉斗铲倒堆工艺,抛掷爆破效果的优良影响拉斗铲的工作效率。提高抛掷爆破的效果,有益于全矿的整体生产。选取抛掷率、炸药单耗、极限震速、松散系数4个指标作为抛掷效果的评价因子。采用BP神经网络数学原理,其可以避免人为主观因素,可以较为客观的反应评价效果。根据所评价的结论反馈调整爆破设计参数有利于提高生产效率。     

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。     

黑岱沟露天煤矿吊斗铲倒堆工艺台阶高度的确定

吊斗铲倒堆开采工艺是一种先进、高效的露天开采技术，在我国尚未应用。论文结合黑岱沟露天煤矿吊斗铲工艺技术改造方案，对吊斗铲倒堆工艺台阶高度的确定进行了定性和定量的分析。     

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。     

黑岱沟露天煤矿拉斗铲倒堆作业方式比选分析

拉斗铲倒堆作业方式的设计应充分考虑原煤产量、工作线长度等参数,然而近十年来黑岱沟露天煤矿原煤生产目标不断提高,转入二采区后工作线长度也发生了变化,拉斗铲倒堆工艺的效率不断降低、成本不断增加,目前已成为黑岱沟露天煤矿综合开采工艺的瓶颈环节。针对上述问题,研究分析了倒堆工作面参数对系统作业效率的影响,提出了三种拉斗铲倒堆作业方式,计算了各方案的移设周期内可挖掘物料量、可用排弃空间、二次倒堆量等关键指标,得出在当前开采条件下,采用“拉斗铲分别站立于工作面与排土场倒堆”作业方式系统效率最高,经济效益最佳。     

综合开采工艺下运煤通道的设置

黑岱沟露天煤矿采用综合开采工艺,在煤层顶板上部岩石(40 m)采用拉斗铲倒堆开采工艺,煤层采用单斗—卡车—半固定破碎站—带式输送半连续开采工艺,上部拉斗铲倒堆开采工艺对下部运煤通道布置相互制约。根据黑岱沟露天煤矿的具体条件,提出了8种可行的运煤通道设置方式,分别对其进行了优缺点分析,给出了黑岱沟露天煤矿中部沟运煤方案、端帮单沟运煤方案、端帮双沟运煤方案,并对其优选。     

高精度导爆管雷管在黑岱沟露天煤矿的应用

<正>1概述黑岱沟露天煤矿采用综合开采工艺,上部黄土采用轮斗—胶带连续开采工艺;中部岩石采用单斗—卡车、吊斗铲倒堆工艺;下部煤层采用单斗—卡车开采工艺。主要采矿设备有吊斗铲、395B电铲、730E、630E卡车、988推土机、992前装机、DM-H2钻机等,其装备水平在国际上也属一流。2007年生产原煤2 549.75万t,爆破量8 010万m3。岩石硬度普氏系数4～8,主要岩石有页岩、砂岩。2007年8月与露天煤矿抛掷爆破配套建成设计年生产11万t     

煤层倾角对拉斗铲倒堆工艺的影响研究

为了使拉斗铲能更好地适应煤层倾角的变化,提高拉斗铲工作效率,基于露天采矿基本原理、我国煤层赋存条件以及拉斗铲工况特点,建立了厚覆盖层简单倒堆形式下煤层倾角变化拉斗铲倒堆作业的数学模型,分析了煤层倾角变化对露天煤矿拉斗铲作业效率和抛掷爆破抛掷率的影响,得出了拉斗铲最大倒堆高度、排弃最大距离和有效抛掷率的普遍计算公式以及拉斗铲倒堆作业的限制条件.通过对哈尔乌素露天煤矿使用拉斗铲的实例研究,结果表明:煤层倾角和拉斗铲的最大排弃高度成线性增加,同时,当煤层倾角越大,拉斗铲最大倒堆距离越大,抛掷爆破的有效率越小.     

黑岱沟露天煤矿拉斗铲倒堆工艺与单斗—卡车间断工艺的经济性比较

在介绍黑岱沟露天煤矿的基本情况以及拉斗铲倒堆工艺的引进及运行情况的基础上,重点分析黑岱沟露天矿拉斗铲倒堆工艺和单斗—卡车工艺两种生产系统的组成,并对各环节进行的运行成本进行比较,找出拉斗铲倒堆工艺具有的经济性优势,凸显出其在我国广阔的应用前景。     

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。     

黑岱沟露天煤矿单斗—卡车分区开采的研究

为适应产量的增加,黑岱沟露天煤矿进行了拉斗铲工艺技术改造。由于拉斗铲推迟作业,在其投入使用前的东部高台阶的6次抛掷爆破量需采用单斗—卡车工艺完成。经过技术方案比较,提出了拉斗铲投入使用前,东部高台阶单斗—卡车工艺分区开采方案。