拉斗铲无运输倒堆工艺设备选型的研究

文中以红沙泉一号露天煤矿剥离采用拉斗铲无运输倒堆开采工艺为例,详实计算了一台拉斗铲无运输倒堆开采工艺对二煤层煤的覆盖岩层进行无运输倒堆的工艺系统的设备选型。     

露天煤矿应用拉斗铲无运输倒堆开采工艺的研究

论述了拉斗铲无运输倒堆开采工艺的技术特点、适用条件及在我国的应用情况和发展前景,并以红沙泉一号露天煤矿为例,从技术可行、经济合理方面分析了本矿剥离采用拉斗铲无运输倒堆开采工艺的可行性,通过详实的技术、经济比较,得出本矿选用一台能力为8.0 Mm3/a的拉斗铲对3煤层顶板全部剥离物进行无运输倒堆工艺开采完成全矿33.33%的剥离总量的结论。     

拉斗铲无运输倒堆工艺系统中运煤方案的研究

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,介绍了一台拉斗铲复杂倒堆工艺特点和多煤层赋存条件下提出了中部沟方案、端帮单沟方案和两端帮双沟运煤方案,并进行了详实的比较分析,得出本矿采用两端帮双沟方案的结论。     

复合煤层条件下拉斗铲作业方式优化研究

对复合煤层条件下的拉斗铲作业方式进行了总结与评述,依据拉斗铲数量和夹矸层剥离方式不同分为单铲逐层倒堆剥离、夹矸层辅助设备剥离、双铲联合倒堆剥离3类．研究分析了各种作业方式的适用条件,提出评价拉斗铲倒堆剥离作业方式的4项优选指标：辅助设备年总工程量及平均移运距离、拉斗铲年有效工程量、拉斗铲再倒堆工程量和选用的拉斗铲规格,通过优选指标计算和方案对比可确定具体埋藏条件下的拉斗铲最佳作业方式．以某个露天煤矿的具体煤层赋存条件为例,对复合煤层条件下的拉斗铲作业方式进行了研究,通过优选指标评价和经济效益分析,认为采用单铲逐层倒堆剥离方案最优．     

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。     

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.     

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。     

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.     

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．     

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。     

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。     

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.     

单斗挖掘机窄采掘带倒堆工艺研究

针对拉斗铲倒堆工艺存在的投资大、适应性差等问题,提出了一种适用于最下部薄及中厚矿层开采的倒堆剥离工艺。单斗挖掘机站立于煤层顶板将剥离物倒堆排弃至内排土场揭露煤层顶板,同时布置一台液压反铲站立于内排土场平台上进行二次倒堆揭露煤层台阶坡面,完成倒堆剥离作业。与单斗—卡车间断工艺相比,该工艺不仅可避免费用高昂的卡车运输,同时有利于缩短整个露天矿的剥离物内排运距,即使重复倒堆率达100%时采用该工艺在经济上仍是合理的。实例研究表明,安家岭露天煤矿11#煤层采用单斗挖掘机倒堆开采可节约剥离费用约1 400万元/a。     

拉斗铲旋转-耗时分析及旋转作业效率级别划分

利用最小二乘法拟合旋转-耗时关系曲线是研究拉斗铲旋转-耗时关系的传统方法,据此提出一种通过还原耗时概率空间进行拟合的方法,不仅能更准确的描述旋转-耗时关系,也为拉斗铲旋转作业效率级别的划分提供了依据,以此作为规范现场作业的考核标准,对于增加拉斗铲作业效率,推广无运输倒堆工艺在我国的应用具有一定参考价值。     

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。     

露天矿应用拉斗铲倒堆工艺影响因素分析

论文从技术、经济、社会、环境等方面综合分析了影响拉斗铲无运输倒堆工艺在我国应用的各种因素,通过综合分析认为,我国已经具备了应用拉斗铲倒堆工艺建设大型高产高效露天煤矿的条件,其主要限制因素为资源条件的复杂性和操作管理经验的缺乏。该项研究将对拉斗铲无运输倒堆工艺在我国露天煤矿的应用起到促进作用。     

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。     

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。     

露天矿拉斗铲倒堆剥离工艺系统的优化决策

分析了当代露天采矿工艺的国际技术发展趋势,概述了露天矿拉斗铲倒堆剥离方法在世界的应用情况,指出了拉斗铲倒堆剥离技术近年的新发展。基于倒堆剥离方法在中国露天煤矿的应用前景,从拉斗铲倒堆剥离工艺系统优化决策的角度,提出了当前应着重研究解决的若干优化课题。文中以胜利矿区1号露天矿为例,对拉斗铲规格与开采参数的综合优化选择,以及拉斗铲作业方式及其与抛掷爆破和推土机推土工程的优化配合问题作了实例研究。