準東露天煤礦采區(qū)劃分論證

1、準東露天煤礦采區(qū)劃分論證     摘要：采區(qū)的合理劃分對指導煤礦的安全生產和效益有很大的影響，本文就準東露天煤礦采區(qū)的劃分進行了科學論證，以便于正確的指導生產實踐。 關鍵詞：露天煤礦、采區(qū)劃分、論證         1 露天煤礦建設條件         1.1 概況 準東礦區(qū)位于吉木薩爾縣北偏西約350°方向，直線距離90km，公路距離120km。行政區(qū)劃隸

2、屬吉木薩爾縣三臺鎮(zhèn)。勘探區(qū)位于古爾班通古特沙漠南緣，地勢平坦、開闊，為卡拉麥里西南山前戈壁荒漠地帶。地表植被稀少，水系不發(fā)育。海拔600m左右，相對高差30m50m左右。露天礦內地表無常年水流，夏季降雨形成的暫時性水流多向南排泄于沙漠中根據用戶需求及資源可利用情況分析，露天礦設計規(guī)模為20.0Mt/a。         1.2 地質條件 露天礦位于區(qū)域性褶曲構造帳篷溝背斜的西翼，露天礦內的侏羅系地層呈向西北傾的單斜構造，地層產狀：傾向270°295°，傾角4°31&

3、#176;，一般8°20°，露頭段11°31°，表現(xiàn)為淺部陡、深部緩，16線以北的300m水平以淺最陡達15°-31°，向南過渡至L15線440m水平以淺只有11°20°，再南淺部均小于13°的變化規(guī)律。露天礦內未發(fā)現(xiàn)斷距大于20m的斷層。露天礦內為緩傾斜的簡單單斜，沿走向和傾向產狀變化不大，無斷層破壞。故整個露天礦構造復雜程度屬簡單型。         露天礦內煤層分為A、B、C三個煤組，分別賦存于八道灣組、西山窯組、石樹溝

4、群下亞群中。西山窯組地層賦存的B煤組煤層厚度巨大，八道灣組中的A煤組由于厚度較小、埋深較大，不適合露天開采，露天礦只開采B煤組煤層。         2 采區(qū)劃分         露天礦根據煤層賦存條件，合理進行采區(qū)劃分是本礦的難點之一。對于本礦田，更需進行合理的采區(qū)劃分，以使露天礦近期經濟效益最好和后續(xù)發(fā)展的采區(qū)接續(xù)關系得以很好的結合，同時考慮露天礦擴大規(guī)模的可能性。     

5、0;   2.1 礦山開采范圍的特點 設計的范圍基本為五彩灣礦田露天礦勘查區(qū)，該區(qū)的范圍形狀類似倒梯形，北寬南窄，北部3.15km，南部1.8km，南北長約7km，西部邊界呈上、下直線，東部邊界南端呈弧形線，上寬下窄。         2.2 采區(qū)寬度確定 在傾斜和緩傾斜煤層條件下的采區(qū)（條區(qū)）劃分，其影響采區(qū)寬度的因素較多，主要有露天礦田尺寸、地質構造、剝離物厚度、煤層厚度、開采工藝及運輸方式等。     

6、;    當今比較適用的采區(qū)寬度分析理論是經濟分析法，該方法的實質是露天礦田內的剝離費用最少。以下就單斗卡車開采工藝和單斗卡車膠帶機半連續(xù)兩種開采工藝，后續(xù)合理采區(qū)寬度的確定分述如下：         2.2.1 單斗卡車開采工藝合理的采區(qū)寬度（Lc） 在卡車運輸的條件下，由于礦山規(guī)模較大，卡車運費較高，所以端幫雙翼內排是必然要采用的。按雙翼內排生產費用（靜態(tài)值）最低的原則，確定采區(qū)合理寬度（Lc）的公式如下：    

7、0;    B露天礦田寬度，1600m(2000-1200)（沿煤層傾向劃分條區(qū)）         n2沿煤層傾向劃分的條區(qū)（采區(qū)）的數目；         C剝離物卡車單位運輸費用，2.0元/m3?km；         HB剝離物平均厚度，300m（平均值）；     

8、60;   KP排土場剝離物松散系數，1.15；         端幫松散剝離物的穩(wěn)定幫坡角，20°；         實體土巖的穩(wěn)定幫坡角，35°；         Q重復剝離物的采掘和排土費用，1.8元/m3；         

9、;Lzd重復剝離物在端幫的運距，m。         工作幫一側四分之一的橢圓周長，m；         內排土場一側四分之一橢圓周長，m；         內排土場到工作幫的安全距離，60m；          式中：B采場工作幫坡角，12°；P內排土場工作

10、幫坡角，14°。         把HB、KP、B、P代入上式，則b1  HBKPctgB1146m；b2  HBKPctgp978m；a   HBKPctg671m；K211-  0.657；K221-  0.529         把C、B、HB、KP、Lzd、Q代入n2式得：    

11、     取n2=1.6，Lc1600÷1.61000         因此，當開采條區(qū)在單斗卡車開采工藝條件下，采區(qū)寬度確定為1000m是合適的，但根據本礦的生產規(guī)模，若初期（首采區(qū)）采用單一的單斗卡車開采工藝是不合適的，其理由是本礦開采深度大，達300m左右，采用單斗卡車開采工藝勢必造成汽車運距的增加。因此宜結合其它可行開采工藝統(tǒng)一考慮采區(qū)寬度的確定。         2.

12、2.2 單斗卡車（半移動式破碎機）膠帶機半連續(xù)開采工藝合理采區(qū)寬度確定。         結合本礦煤巖賦存的特點，屬于傾斜及緩傾斜煤層，沿著煤層的傾向方向布置采掘工作線，兩端高差較大，所以，剝離臺階數目相對較多，西多東少，采用單斗挖掘機直接裝入移動破碎機再轉入膠帶機運輸，對于膠帶機的布置有難度，且膠帶機的數目要成倍增加，因此本設計采用單斗卡車（半移運式破碎機）膠帶機半連續(xù)開采工藝。         在上述確定工藝的條件下，采區(qū)

13、劃分宜采用單翼內排的方式確定合理的采區(qū)寬度（Lc）。         單翼內排的優(yōu)點是：條區(qū)寬度?。s為雙翼內排的1/2），初始（基建）工程量小，可以優(yōu)先選擇剝采比較小的地段進行開采。其缺點是：奇數條區(qū)剝離工作線長度與內排的排土工作線長度不一致，前長后短，內排空間得不到充分利用，給排土增加一點難度。         在單翼內排條件下，按單翼內排生產費用（靜態(tài)值）最低，確定采區(qū)合理寬度（Lc）的公式如下：   

14、0;     式中：B露天礦田寬度，（最大值）2400m；n1單翼內排時，沿煤層傾向劃分條區(qū)的數目；         C剝離物（單斗卡車（半移動破碎機）膠帶機半連續(xù)工藝）單位運輸費用，0.9元/m3?km；         HB剝離物平均厚度，300m（平均值）；         KP排土場剝離物松散系數，1

15、.15；         端幫松散剝離物的穩(wěn)定幫坡角，20°；         實體土巖的穩(wěn)定幫坡角，35°；         Q重復剝離物的采掘和排土費用，2.0元/m3；         Lzd重復剝離物在端幫的運距，（與雙翼內排相同）2960m。

16、60;       把C、B、HB、KP、Lzd、Q代入n1式得：         取n11.3，Lc1600/1.31230m         根據上述計算結果，本次單斗卡車（半固定破碎機）膠帶機半連續(xù)工藝的采區(qū)寬度確定為1200m（沿煤層傾向劃分采區(qū)）。         需要說明一點，

17、本礦設計為什么沒有沿煤層走向劃分條區(qū)？其理由有四：沿煤層走向（A）劃分條區(qū)與沿煤層傾向（B）劃分條區(qū)相比，重復剝離量較大，前者比后者多1/2（A-B）HB2KP?（cot+cot），約等于7.5億m3。沿煤層走向劃分條區(qū)，其剝采比變化較大，其趨勢為小（1.5）大（5.0）?。?.5）大（5.0），不利于生產管理和經濟效益。沿煤層走向劃分條區(qū)，其采掘推進方向為由東向西，由于其煤層傾角一般為8-20°，故很難實現(xiàn)全部內排要求。沿煤層走向劃分條區(qū)，其采區(qū)數為5條（首采區(qū)除外）。沿煤層傾向劃分條區(qū)，其條區(qū)數僅有2條，由此，前者的條區(qū)過渡要增加3次不利于生產管理。         2.3 采區(qū)寬度確定的結論         2.3.1 由于煤層走向大于煤層傾向（6km>2.4km），因此確定采區(qū)劃分沿煤層走向（A）進行。