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1、 第 3 1 卷第5期 2 0 1 6年 5月 露天采矿技术 Op e n c a s t Mi n i n g T e c h n o l o g y Vo l I 3 1 N O 5 Ma v 2 01 6 本次方案 比选 以总运输费用最小为原则 即 F总 煤 F岩 8 其 中 煤 F车 F胶 带 9 式中 F总 为总的年运输 费用 元 F燥 为煤的年 运输费用 元 F岩 为岩的年运输费用 元 F车 为卡车 年运煤费用 元 F胶 带 为胶带年运煤费用 元 当 F 总 最小时 方案为最优 2 2 2 方案比选 根据公式 1 公式 可知 F总 F车 F胶 带 如 得出方案 1 方案 2 方案
2、3总费用分别为 F 1 总 F 1 车 胶 带 岩 1 0 F 2 总 F 2 车 F 2 胶 带 岩 1 1 F 3 总 车 F 3 胶 带 岩 1 2 首先进行方案 2 方案 3总费用 的对 比 由图 2 可知 F 3 胶 带 F 2 胶 带 方案 3的胶带横跨整个西端帮 对剥离运输系统影响更大 所 以 F 3 岩 F 2 岩 破碎站 布 置在最下部煤 层底板 1 2 3 0 m水平 与最上部 煤层顶板 1 2 9 0 m水平 对煤的运距影响不大 可 以认为 煤 F 2 煤 故 F 3 总 F 2 总 方案 2 优于方案 3 将方案 3排除 下面进行方案 1与方案 2的 比选 首先将工作
3、帮 台阶的岩石分成 2个部分 一部分岩石量无论方 案 1 或是方案 2对其运距均没有影响 其运输成本 为固定值 可 以将其年运费设为 F固 另一部分岩石 方案 1 或方案 2对其运距影响较大 设采用方案 1 方案 2时 其年运费分别为 变 和 F 2 变 则可以得 出 下列公式 F I 岩 F固 变 1 3 F 2 岩 F固 变 1 4 方案 1 破碎站布置在地表 方案 2破碎站布置在 坑内 设方案 2比方案 1 多出来的胶带费用为 坑 内 可得如下公式 F 2 胶带 F 1 胶 带 F 2 坑内 1 5 由公式 3 一 8 可将方案 1 方案 2总费用化为 总 车 F 1 胶 带 F固 变
4、1 6 F 2 总 F 2 车 F 2 胶 带 坑 内 F固 变 1 7 将公式 9 1 0 公共项约去 即仅需 比较 车 变与 车 F 2 坑 内 F 2 变 的大小即可得出方案 1 方案 2总费用 F 2 总 的大小 1 汽车运煤加权运距的计算 基础计算公式 D 圣 1 8 1 8 式 中 D 为第 g年总煤量的加权平均运距 m Z 为煤 台阶个数 Q 为第 i 个水平 的采出煤量 t D i 为 第 i 水平煤的加权平均运距 IT I Q o R 1 9 式中 Q为矿山年产煤量 t R 为煤 的汽车运输 单价 元 t k m 为第 q年煤的运输费用 5 对兴旺露天矿达产前 4年运煤加权运
5、距进行了 计算 计算结果详见表 1 表 1 达产前 4年运煤加权运距计算表 第 3 1 卷第5期 2 0 1 6年 5月 露天 采矿技 术 Op e n c a s t Mi n i n g T e c h n o l o g y V0 1 3 1 N o 5 Ma v 2 0 1 6 2 汽车运岩加权运距的计算 以工作帮中线为分 界 假定工作帮西侧岩量走西部环线 东部岩量走东 部环线 设计 内排土场台阶高度为 3 0 m 而工作帮台 阶高度为 1 0 m 当达产时内排运输环线只有 1 2 6 0 m 水平 1 2 9 0 Il l 水平 2个运输环线 夹在其间的水平 需要到上一水平或是下一水
6、平进行 内排 因此岩石 内排的运输距离也与当前工作水平斜坡道的位置有 关 当某水平 的斜坡道位于工作帮 中间位置时 其水 平上岩量无论走东环线还是 西环线运输 的距 离相 等 那么就可以判断此水平 的岩量是不受方案 1 方 案 2影响的岩量 由于达产前 2年岩石量大部分外 排 影响岩石量可以忽略不计 因此表 2中只列举第 3年 第 4年 的采场各水平内排时影 响岩石量及其 加权运距 露天矿达产第 3 第 4年运岩加权运距见 表 2 表 2 达产第 3 第4年运岩加权运距计算表 3 胶带运输系统成本的计算 胶带运输系统的 费用包括胶带运输费用 胶带延长费用 胶带的土建 工程费用 6 兴旺露天矿采
7、用半移动式破碎站 胶带 需要经常移设 因此运输胶带用半固定夹布置在机 道上 7 土建费用可 以忽略不计 由此可得达产第 1 年坑内胶带系统的总费用为 F 2 坑 内 厶c j L jC IQ 2 0 以后 3年无胶带延长费用所以 F 2 坑 内 L j C iQ 2 1 式中 厶为坑 内胶 带的长度 k m C i 为延长 1 m 胶带所需费用 元 m C i 为胶带机的运输单价 元 t k m Q为年产量 t a 最后对兴旺露天矿达产前 4年的运输费用进行 了汇总 汇总结果见表 3 表 3达产前 4年运输费用汇总表 兀 达产方案 1 1 0 7 1 0 0 0 0 1 7 9 7 6 0 3
8、 2 2 8 6 8 6 0 3 2 第 3 年 方案 2 3 7 4 8 5 0 0 3 6 0 0 0 0 2 6 6 5 4 1 1 6 3 0 7 6 2 6 1 6 由表 3可知除了达产第 1 年 达产第 2年外 方 案 1 运输费用均低于方案 2 达产第 3 年工作帮推 进稳定后 采用方案 1 每年可以节省运费 2 0 0 3 0 0 万元 在首采区服务年限内将为露天矿节约成本 4 0 0 0 万元 以上 且方案 1 破碎站布置在坑 口处 胶带布置 更加简单 不影响内排及工作帮的推进 便于生产管 理 因此推荐采用方案 1 即破碎站布置在坑 口 3 结语 1 对于采用 自营方案的露天
9、矿 在进行经济 比 选时必须考虑不 同方案的设备采购成本 而对于采 用外包方案的露天矿 无设备采购费用 其汽车运营 费用只与运距与工程量有关 当工程量一定时 运距 越短 汽车的运营费用越少 2 根据本矿的实际条件 当破碎站布置在坑内 时 破碎站布置在端帮要优于布置在工作帮 3 在 圈定某一水平 的受影响岩石量 时 要考虑 这一水平斜坡道位置 工作帮位置 所在水平等因 素 借助于三维地质软件 进行圈定 4 破碎站布置位置的比选 以露天矿的运营费用 最低为 目标 决定破碎站位置有多种 因素 一般来 说 对于采用半连续工艺系统 的露天矿 如果煤层赋 存角度平缓 煤层赋存深度 比较浅 那么破碎站一般
10、布置在地表 出入沟 口处附近 如果煤层倾角较大 赋 存较深 那么破碎站一般布置在坑 内 兴旺露天矿煤 层赋存角度平缓 深度较浅 经过经济对比 3 个方 案中破碎站布置在坑 口为最优方案 参考文献 1 中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司 内蒙古华通 下转第 2 3 页 1 9 第 3 1 卷第 5期 2 0 1 6年 5月 露天采矿技 术 Op e n c a s t Mi n i r r g T e c h n o l o g y Vo 1 3 l No 5 Ma v 2 0 1 6 一 定外力作用下把浆体通过管道注入采空 区内 膏 体形成的胶结充填体密实的充填在采空区内 这样 胶结充填体就可
11、以有效的支持采空区顶板 防止采 空区顶板垮落 达到有效控制采空区上部平盘地压 和防止平盘塌陷的 目的 膏体充填 的特点 浓度高 与普通水砂充填材 料相比 膏体充填材料浓度很大 流动状态为柱塞 结构流 充填均匀 由于膏体充填材料的不沉淀 不泌水 不离析特性 提高 了充填密实程度 无 临 界流速 降低充填成本 压缩率低 一般压缩率只 有 1 左右 新型高水速凝充填材料简称高水材料 是有 A B 2种组成 其 中 A料是 由 9 5 一9 8 的熟料和 2 5 添加剂组成 B料是 由 6 5 一8 0 的石 膏 2 O 3 5 的石灰和 2 5 的添加剂组成 高水材料充填法的特点 高水材料结实体能
12、完全接顶 减少工人的工作量 成本低 充填 密实程度高 充填法用于露天矿边坡下部采空区的治理 其 优势在于 充填后 采空区几乎是稳定的 充填效 果较好 充填后 采空区上部台阶即可恢复正常作 业 充填见效快 由于充填的物料粒度小 充填密 实 充填法的缺点为 采空区内部情况复杂 在采 空区外部作业难度大 需额外的施工队伍和材料 成本较高 需在采空区上部 台阶作业 安全性差 针对东露天矿的特点及边坡 的时效性 使用干式充 填法来处理边坡下部采空区 5结论 1 分析了东露天矿采空 区的特点 以此为基础 提出了采空区的治理原则 2 根据采空区在东露天矿境界范围内的空间位 置 将采空区分为露天采场下部采空区
13、 露天矿边坡 下部采空区及运煤巷道前方采空区 3种情况 分类 别提出采空区治理方法 3 对露天采场下部采空区利用深孔爆破法进行 详细的说明 参考文献 1 刘记鹏 尚涛 赵俊 等 露天矿采空区分析处理 J 露 天采矿技术 2 0 1 2 3 l l 一 1 3 2 曹祥伟 蔡寅峰 郭忠林 采空区处理技术的分析研究 J 铜业工程 2 0 0 5 1 2 7 2 9 3 潘懿 崔继强 露天矿山下覆复杂采空区处理技术应 用研究 J 采矿技术 2 0 1 3 6 8 1 8 3 4 梁钰 采空区处理新方法研究与应用 J 科技视界 2 0 1 3 3 2 3 5 0 5 徐江 崔栋梁 陈琪 金属矿山采空区
14、处理方法综述 J 黑龙江冶金 2 0 0 7 4 3 9 4 1 6 千海洪 邓秀艳 徐荣军 高台阶崩落法处理复合采空 区的应用实践 J 工程爆破 2 0 0 7 3 4 5 4 7 责任编辑 陈毓 上接第 1 9页 瑞 盛能源有 限公 司兴旺露天矿技术改造初步设计 R 沈阳 中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司 2 0 1 5 2 骆中洲 露天采矿学 上册 M 徐州 中国矿业学院 出版社 1 9 8 4 3 G B 5 0 1 9 7 2 0 0 5煤矿工业露天煤矿设计规范 S 4 车兆学 翟正江 杨云浩 露天矿破碎站移设步距的研 究 J 中国矿业大学学报 2 0 0 1 7 3 9 9 4 0 2 5 王忠鑫 露天矿破碎站移设位置优化的研究 J 露天 采矿技术 2 0 1 2 4 2 1 2 4 6 郭强 才庆祥 陈树召 露天矿下坑时布置水平的优化 J 金属矿山 2 0 1 4 5 5 0 5 4 7 杨荣新 露天采矿学 下册 M 徐州 中国矿业学院 出版社 1 9 8 4 责任 编辑 解连江 2 3
