煤炭工业露天矿设计规范

煤炭工业露天矿设计规范1总则1.0.1为贯彻执行国家发展煤炭工业的各项法律、法规和方针政策，推广应用露天煤矿行之有效的先进技术和管理经验，推动科技进步，保持煤炭工业可持续发展，提高露天煤矿经济效益，实现安全生产和合理开采煤炭资源，特制定本规范。1.0.2本规范适用于新建、改建、扩建大、中型露天煤矿的预可行性研究、可行性研究和工程设计。小型露天煤矿预可行性研究、可行性研究及工程设计可参照执行。1.0.3露天煤矿建设工程项目构成，应精干主业并坚持专业化协作和社会化服务的原则。1.0.4露天煤矿工程设计，应以经济效益为中心，并贯彻可持续发展的原则，以高产高效为目标，采用现代化的技术装备，实行信息化管理，贯彻集中生产、减轻环境负担的方针。处理好近期与远期、以近期为主体的工程关系。1.0.5露天煤矿预可行性研究及可行性研究，应根据矿田资源条件、外部建设条件、可能采用的开采工艺、技术装备、地下水控制方法及市场需求、资金筹措、投资效果等全面分析研究露天煤矿建设的必要性，可行性及合理性。1.0.6露天煤矿工程设计，必须贯彻综合利用的方针，有效地利用资源和保护资源。对其共生、伴生矿产资源应加以回收利用或保护。1.0.7露天煤矿工程设计，对环保工程、水土保持工程和土地复垦工程，必须做到与主体工程同时设计。1.0.8露天煤矿预可行性研究、可行性研究和工程设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。2基本规定2.1开采境界2.1.1露天煤矿的经济剥采比，应根据煤层赋存条件、剥离物特性、煤质、技术装备、资源回收率、生产成本、产品售价等条件确定，并应符合下列规定：1褐煤、非焦煤、焦煤的经济剥采比分别不宜大于6m3/t、10m3/t、15m3/t;2开采经济价值较低的低热值煤，应按其产品售价计算经济剥采比；3开采多种有用矿物的露天煤矿，应按其综合价值计算经济剥采比。2.1.2露天采掘场境界，应按境界剥采比小于或等于经济剥采比确定。对煤层赋存条件和地形复杂的露天煤矿应以平均剥采比进行校核。2.1.3露天煤矿工程设计，根据矿山具体条件，可考虑露天和矿井结合开采的可行性。2.1.4露天采掘场境界与相邻矿井开采境界之间，应设置境界煤柱。2.1.5采掘场占地面积，宜按开采最终地面境界以外50m确定。当采掘场周围有输电线路、通信线路、道路、疏干降水孔及管网、防排水沟等设施时，可按需要增加相应的宽度。2.2资源／储量2.2.1露天煤矿预可行性研究，应根据批准的详查或霉天矿田勘探地质报告进行；可行性研究和初步设计应根据批准的露天矿田勘探地质报告进行，设计应对勘探程度、资源可靠性、煤质条件、工程地质、水文地质及经济意义作出评价。2.2.2露天煤矿预可行性研究、可行性研究和初步设计，应分别根据详查或露天矿田勘探地质报告提供的“推断的”、“控制的”和“探明的”资源／储量，按国家现行标准《固体矿产资源／储量分类》GB/T17766及《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/TO215划分露天煤矿资源／储量类型，分别计算露天煤矿地质资源／储量、露天煤矿工业资源／储量、露天煤矿可采储量和可采原煤量或毛煤量。划分露天煤矿资源／储量类型及计算露天煤矿资源／储量的具体规定，见本规范附录A、附录B和附录C。2.2.3煤层的选采原则，应根据煤层厚度、倾角，台阶划分，工作线推进方向，技术装备、开采方法和用户对煤质要求等因素确定。一般情况可计算煤层顶、底板分采和煤与夹研层分采时的损失，不计煤层顶、底板处岩石混入。2.2.4设计开采地段内探明的、控制的资源量应达到下列比例：1露天矿田详查阶段控制的资源量，一般占总资源量的20%--30%;2露天矿田勘探阶段，首采区资源量，应达到下列比例：1）大型露天煤矿探明的和控制的资源量，占首采区资源量的80％一90%;2）中型露天煤矿探明的和控制的资源量，占首采区资源量的70％一80％。2.2.5露天煤矿的剥离量，应包括开采境界内剥离土岩和煤层组内大于最低选采厚度的层间夹矸层。对小于最低选采厚度的独立分煤层，没有使用价值的风化煤和劣质煤以及开采损失的煤量等，均应计入剥离量。2.3设计生产能力2.3.1露天煤矿年设计生产能力，应根据煤炭市场需求、外部建设条件、降段延深速度、工作线推进速度、工作面数量、运输能力、设计服务年限及经济效益等因素经多方案比选确定。露天煤矿年设计生产能力，应以原煤或毛煤产量计算。2.3.2露天煤矿移交时的生产能力，应通过市场预测和技术经济论证确定。移交时的生产能力不宜低于设计生产能力的下列比例：1大型露天煤矿：30%-40%;2中型露天煤矿：40%-50%。2.3.3露天煤矿移交时，必须有足够的备采煤量。2.3.4露天煤矿从移交生产至达到设计产量时，宜安排生产过渡期。生产过渡期限，可根据设备投入、煤炭市场需求和产量增长幅度等条件确定。过渡年限宜为1-3a。2.3.5露天煤矿设计年工作天数宜按330d计算。并应符合下列规定：1特殊气候地区需季节性工作或有特殊要求的露天煤矿，其设计年工作天数，在充分论证后确定；2设备的年工作时间，应以日历时间减去法定假日、气候影响、设备检修、工艺系统停运、设备故障等停产时间确定。2.3.6露天煤矿的设计服务年限，应根据设计生产能力确定，并宜符合表2.3.6的规定。表2.3.6露天煤矿设计服务年限注：计算设计服务年限时．应考虑储量备用系数，一般采用1.1-1.2。2.4开拓运输方式和开采程序2.4.1露天煤矿开拓运输方式应根据设计生产能力、开采工艺、开采程序、煤层赋存条件、地形条件和总平面布置等因素，经多方案比选确定。根据地形、地质条件，可按不同开采地段、开采深度和煤岩物料性质，选择不同的开拓运输方式。2.4.2对剥离量大、煤岩流向分散或分区开采的露天煤矿，宜采用多出入沟开拓运输方式。2.4.3首采区位置应按下列原则，经综合比选后确定：1首采区应选在煤层埋藏较浅，基建工程量少、初期生产剥采比较小的地段；2勘探程度高，煤质好；3内外排条件好，运输距离较小；4有利于地面工业场地布置；5有利于采区衔接过渡，便于矿山工程发展。2.4.4露天煤矿采区宽度，应根据地质条件、设计生产能力、开采工艺、工作线推进速度、运距和内排重复剥离量等条件，经技术经济比较后确定。2.4.5露天煤矿采区过渡方式，应根据地形地质条件、开采工艺和工业场地位置等因素，经多方案比较确定。一般情况可采用如下过渡方式：1重新拉沟过渡；2缓帮过渡；3扇形过渡。3开采工艺3.1一般规定3.1.1按采剥物料的物理力学性质、赋存条件和现代技术装备，露天煤矿常用的开采工艺可分为下列五类：1间断开采工艺；2连续开采工艺；3半连续开采工艺；4拉斗铲倒堆开采工艺；5综合开采工艺。3.1.2露天开采工艺的选择，应结合地质条件、气候条件、开采规模等因素，本着因矿制宜的原则，通过多方案比较确定，并应遵守下列原则：1保证剥、采系统的可靠性；2力求生产过程的简单化；3具有先进性、适应性和经济性；4设备选型规格尽量大型化、通用化、系列化。3.1.3主要设备和辅助设备，不应配备备用设备。3.1.4当采掘场内有矿井采空区时，应配备专门探查和处理工作的人员及装备。3.1.5开采易自燃的煤层，或采掘场有矿井的旧巷火区时，应设置煤层消防灭火设施，应有可靠水源并优先采用矿坑积水或疏干排水。3.2间断开采工艺3.2.1地质、地貌复杂和运输距离较短的露天煤矿，宜选用单斗挖掘机-卡车运输开采工艺。地质、地貌简单，当地土地资源价值相对较低以及采掘场走向较长，运输距离较远的露天煤矿，宜选用单斗挖掘机-铁路运输开采工艺。3.2.2单斗挖掘机和装载机采掘的台阶高度，应符合下列规定：1表土和不需爆破的软岩，不应大于单斗挖掘机最大挖掘高度；2需要爆破的岩层，不应超过单斗挖掘机最大挖掘高度的1.2倍；3采用多排孔爆破或爆破后岩块较大时，台阶高度不应大于单斗挖掘机最大挖掘高度;4采煤台阶高度，除符合上述规定外，尚应根据煤层厚度、倾角及减少开采损失和夹矸混入等因素确定；5当配备推土机辅助作业时，台阶高度不受此限制。3.2.3采掘带宽度，应根据岩性、煤岩分采要求、采掘设备规格和采掘方式确定，并应符合下列规定：1当采用单斗挖掘机一铁路运输开采工艺时，表土及不需爆破岩层的采掘带宽度，不宜大于单斗挖掘机站立水平挖掘半径的1.5倍；需要爆破的岩层和煤层的采掘带宽度，应按爆堆宽度等于单斗挖掘机站立水平挖掘半径的1.5倍或按一次采掘宽度的整数倍确定；2当采用单斗挖掘机一卡车运输开采工艺时，采掘带宽度宜按调车方式和双面装车的要求确定。3.2.4最小工作平盘宽度应根据采掘带宽度、爆堆伸出距离、工作面道路（或线路）宽度和辅助设施占用宽度等条件，通过计算确定。当采用铁路运输移动干线时，尚应包括线路移设步距宽度。3.2.5单斗挖掘机的工作线长度，应根据单斗挖掘机规格、岩性、工作线推进速度及运输设备类型确定，并应符合下列规定：l当采用铁路运输时，单斗挖掘机的工作线长度宜为1000~1200m;2当采用卡车运输时，单斗挖掘机的工作线长度不宜小于300m。3.2.6单斗挖掘机每立方米斗容在籍年生产能力，不宜低于表3.2.6的规定。表3.2.6单斗挖掘机每立方米斗容在籍年生产能力（104m3/m3.a）3.2.7在下列条件下，单斗挖掘机的生产能力应按本规范第3.2.6条规定值相应降低：1掘沟时，铁路运输降低20%～30%，卡车运愉降低10％~15%;2煤层选采时，降低10%～20%;3单斗挖掘机向上一台阶装车时，降低20%～30％。3.2.8采煤与剥离设备数量应分别计算。当采煤设备与剥离设备型号不一致时，其数量不宜少于2台。3.2.9采用卡车运输的大型露天矿，每个采掘工作面宜配备清理煤层顶、底板及平整工作面的推土机一台；采用铁路运输时，每两个采掘工作面配一台推土机。推土机功率根据工作条件可按表3.2.9选用。表3.2.9推土机功率（KW)3.3连续开采工艺3.3.1采用连续开采工艺的大、中型露天煤矿，应进行工艺性的地质勘探和评价。其主要内容应包括：1开采物料的物理力学性质、含水率、切割阻力、承载力、硬岩或硬夹层的结构及分布；2当地气象资料，冬季地温及物料冻结强度试验；3提供大型设备设计、制造所需的技术参数，结构及技术要求；4按设备参数，修正有关开采工艺设计参数。3.3.2当选择连续开采工艺时，对下列情况应与其他开采工艺进行技术比较确定：1含水率较大，可能出现摇融状态的砂质粘土层；2剥离层中含有厚度在0.5m以上，单轴抗压强度在10MPa以上的夹层；3最低气温在-25℃以下的持续时间超过1个月的地区。3.3.3轮斗挖掘机、转载机和排土机选型应根据开采规模、煤层赋存条件、物料性质、气候条件及开采工艺要求等因素，通过多方案比较确定，并应符合下列规定：1轮斗挖掘机、转载机及排土机的理论生产能力宜相等。当物料松软易挖时，后者理论生产能力可按轮斗挖掘机理论生产能力的1.05~1.10倍选取；2轮斗挖掘机、转载机、排土机的线性参数应满足端帮开采或排土的要求。3.3.4轮斗挖掘机最小选采厚度应符合下列规定：1采用垂直切片时，选采厚度宜大于斗轮直径的0.4倍；2采用水平切片时，选采厚度宜大于斗轮直径的0.3倍。3.3.5对寒冷地区当物料冻结难挖时，剥离连续开采工艺可采取季节性作业。3.3.6在开采工艺初选阶段，根据挖掘物料单轴抗压强度值，可参照表3.3.6的指标对轮斗挖掘机物料可挖性进行评价。表3.3.6轮斗挖掘机物料可挖性指标3.3.7确定连续开采工艺工作面参数以及设备布置图时，设备线性参数的利用率不宜超过95％。3.3.8轮斗挖掘机的采掘台阶宜采用组合台阶。组合台阶可按需要由主台阶、上分台阶、下分台阶和下下分台阶组成。组合台阶中的主台阶高度不宜超过轮斗挖掘机挖掘高度，各分台阶高度，按转载机允许高度的0.90倍确定。3.3.9轮斗挖掘机的采掘带宽度，应按斗轮臂长度、台阶高度以及工作回转角确定。一般内侧回转角可取75°～85°，外侧回转角可取40°～45°。3.3.10轮斗挖掘机的工作平盘宽度，应根据采掘带宽度、设备行走宽度、带式输送机占用宽度和辅