大柳塔煤矿井工转露天开采设备应用可行性研究

　　开采是一种开采能力大、建设速度快、劳动效率高、生产成本低、劳动环境优、安全有保证、资源回采率高等为特点的开采方式[1-2]。我国现已经投产运营生产的露天矿均以单斗-卡车开采工艺为主，生产剥采比一般为1.7～6.2m3/t，平均为4.0m3/t，剥离量是采煤量的2～8倍，平均为5.5倍。剥离成本约占到全矿成本的80%以上，而这些露天矿剥离工程仍以作业成本较高的单斗-卡车工艺为主。近年来，随着神东煤炭集团的高效发展和国产采煤设备的长足发展，井下部分连续采煤机及其配套设备不断更新换代，为了合理利用闲置的采煤设备，降低煤炭开采成本，同时实现煤炭连续开采，提出使用井下连续采煤机在露天矿实现原煤连续开采的方案[3-4]，通过基础论证及现场方案实施进行井下闲置设备的配置方案分析。

　　1工程概况

　　大柳塔三盘区露天开采项目位于陕西省神木市大柳塔试验区，开采面积8.19km2，因上覆基岩薄、风化严重、顶板冒落，易出现冒顶、溃沙、溃水事故，安全难以保障，2009年经国家批准变更为露天开采，项目设计生产能力2.00Mt/a，服务年限16.9年，煤层平均厚度3.15m。目前神东矿区使用Joy12CM15型连续采煤机，采高范围2.7～4.6m，生产能力15～27t/min，总功率628kW，煤巷掘进平均月进尺均在2000m以上，掘进断面17.5m2在长壁工作面双巷及三巷掘进中，完全可满足高产高效综采工作面开采进度要求[5]，将其应用于露天煤炭资源开采工艺中能大大提高开采速度。Joy12CM15型连续采煤机牵引力大，工作稳定，转动灵活，可实现煤层快速掘进和开采，破煤、落煤和装煤可形成连续作业[6]。采煤机连续开采工艺：轮斗(采煤机)→胶带车→工作面带式输送机→端帮带式输送机→长距离带式输送机→排土机(破碎站)[7]。

　　2配置方案

　　使用连续采煤机开采时整体煤层采用水平分层，沿煤层走向布置工作面，条带式推进。根据现有井下闲置设备Joy12CM15型连续采煤机、可移动转载机和带式输送机配套(或与井下连运1号车、带式输送机进行配套)及采煤机连续开采工艺，提出2组装备配套方案进行露天开采。

　　2.1方案1

　　方案1为连续采煤机→可移动转载机→工作面移动带式输送机→端帮带式输送机→地面带式输送机→筛分场。方案1使用1台连续采煤机，移动式转载机，4部带式输送机，6台辅助设备。在采煤工作面沿工作线布置1#带式输送机及可移动转载机，在端帮位置沿推进方向布置2#带式输送机及转载机，在端帮布置3#带式提升输送机，地面布置通往筛分场受煤坑4#带式输送机。工作面布置图如图1。首先安装地面通往筛分场的4#带式输送机，使用连采机在采煤平盘底板上掘进断面为10m×4.3m的拉槽，然后安装3#端帮提升带式输送机，并同步延伸1#带式输送机，当带式输送机延伸至一定长度时(约300m)，安装可移动转载机，开始沿工作线方向往返进行双翼割煤。当连采机割煤宽度超过转载机与1#带式输送机搭接最大距离时，将连采机、可移动转载机移至下一采面开采。同时沿端帮掘沟布置2#带式输送机，采取单翼开采。初始双翼平面布置示意图如图2，后期单翼平面布置示意图如图3。

　　2.2方案2

　　方案2为连续采煤机→梭车→连运1号车→工作面移动带式输送机→端帮带式输送机→地面带式输送机→筛分场。方案2使用1台连续采煤机，2台梭车，1台连运1号车，4部带式输送机，6台辅助设备。带式输送机布置方案与方案1一致。首先安装地面4#带式输送机，使用连采机在采煤平盘底板上掘进断面为10m×4.3m的拉槽，安装3#端帮带式提升输送机并同步延伸1#带式输送机。在带式输送机端头安装连运1号车，在拉槽两侧采用连采机双翼回采。连采机割煤后由梭车转运至连运1号车，煤炭经连运1号车破碎、转运至1#带式输送机。当两翼煤炭全部回采完毕后，将连采机、连运1号车、梭车移至下一采面开采，同时沿端帮掘沟布置2#带式输送机，采取单翼开采，方案2采煤系统平面布置示意图如图4。

　　3经济投资分析

　　2种方案成本测算见表1。1)方案1。方案1设备采用：①12CM15-10D连续采煤机1台，公司内部调剂;②移动式转载机1台，投资2420万元;③配电及控制设备1套，投资271.49万元;④1#带式输送机1台，投资813.08万元;⑤2#带式输送机1台，投资413.042万元;⑥3#带式输送机1台，投资804.43万元;⑦4#带式输送机1台，投资5430.86万元。合计总投资10152.90万元。2)方案2。方案2设备采用：①12CM15-10D连续采煤机1台，公司内部调剂;②10SC32-48C-5梭车2台，公司内部调剂;③LY2000/980-10连运1号车1台，公司内部调剂;④配电及控制设备1套，投资271.49万元;⑤1#带式输送机，投资813.08万元;⑥2#带式输送机1台，投资413.042万元;⑦3#带式输送机1台，投资804.43万元;⑧4#带式输送机1台，投资5430.86万元。合计总投资7732.9万元。通过对上述2种采煤工艺方案投资和成本进行比选。方案1、方案2分别需要投资10152.9万元和7732.9万元，吨煤成本分别为28.62元/t和24.61元/t，方案2投资少、成本低，具有明显经济优势。

　　4结语

　　1)在露天矿利用井下连采机进行采煤作业实现原煤的连续开采工艺，完全满足现阶段国家政策指导要求，从理论上、技术上是可行的。2)采用连续型采煤工艺比半连续采煤工艺更经济，自动化程度更高，采煤效率高，排放污染程度低，且进一步体现了自动化减人、智能化无人的目的。3)对于大柳塔煤矿三盘区露天开采项目使用连续采煤机配套梭车、连运1号车更为经济和灵活，方案2更具有可行性。

　　参考文献：

　　[1]李浩荡，佘长超，周永利，等.我国露天煤矿开采技术综述及展望[J].煤炭科学技术，2019，47(10)：24.

　　[2]赵红泽，甄选，厉美杰.中国露天煤矿发展现状[J].中国矿业，2016，25(6)：12-15.

　　[3]栾忠志，侯星野，黄晨.半连续开采工艺在露天煤矿中的应用研究[J].科技创业家，2014(3)：113.

　　[4]张洪，贺永军，刘梅.露天煤矿剥离半连续开采工艺系统及其应用的研究[J].露天采矿技术，2013(1)：9.

　　[5]单永泉，刘志军.神东矿区快速掘进设备配套研究[J].内蒙古煤炭经济，2013(7)：7-8.

　　《大柳塔煤矿井工转露天开采设备应用可行性研究》来源：《露天采矿技术》，作者:孙钰