半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用-姬长生

1半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用报告人：姬长生中国矿业大学矿业工程学院教授；中国煤炭学会煤矿系统工程专业委员会秘书长第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用TheApplicationofSemi-continuousMiningSysteminChineseSurfaceCoalMines2半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用主要内容：1.开采工艺一般定义2.我国煤矿露天开采工艺的发展3.半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用4.半连续开采工艺应用的展望第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用3半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用摘要：介绍了半连续开采工艺的特点及其在我国露天煤矿中的应用情况，分析了我国主要露天煤矿半连续开采工艺系统的存在给露天矿内排土作业带来的平面干扰问题，提出了解决半连续开采工艺系统存在的问题，应该寻求解决破碎机移设、提高破碎机能力以及寻求发展大倾角带式输送机等办法和建议。关键词：半连续，开采工艺，露天煤矿第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用4半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用1.开采工艺一般定义固体矿物露天开采工艺分类根据开采过程中物料流是否连续可分三大类：▲间断式开采工艺（亦称周期式开采工艺）；▲连续式开采工艺；▲半连续开采工艺。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用5半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用露天开采工艺分类采用设备I.间断工艺A.独立式1.单斗挖掘机+铁道运输+推土犁(挖掘机)2.单斗挖掘机+汽车+推土机3.单斗挖掘机+联合运输(汽车+铁道;汽车+箕斗;汽车+溜井平峒+排土设备)B.合并式1.单斗挖掘机倒堆2.拖拉铲运机开采II.连续工艺A.独立式1.多斗挖掘机+胶带+排土机2.水枪+水力运输+水利排土3.挖泥船+水力运输+水力排土B.合并式1.多斗挖掘机+运输排土桥2.带排土臂的轮斗挖掘机III.半连续工艺1.单斗挖掘机+汽车+半固定破碎机+胶带2.单斗挖掘机+移动破碎机+胶带3.多斗挖掘机+汽车或铁路4.上述间断/连续工艺的不同组合6半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用1.开采工艺一般定义间断式开采工艺主要指开采作业的主要环节采掘、运输、排卸过程中物料分别由不同的设备完成。典型代表工艺：◎单斗铲/汽车工艺（采掘由单斗铲完成，运输由载重汽车完成，废弃岩石排卸主要由推土机完成，矿石进入贮矿场）；◎单斗铲/铁道工艺（采掘由单斗铲完成，运输由铁道车辆完成，废弃岩石排卸主要由推土犁或挖掘机完成，矿石进入贮矿场）；第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用7半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用1.开采工艺一般定义连续开采工艺其主要作业环节之间物料流保持不间断运行，典型代表工艺：◎轮斗铲/带式输送机/排土机；◎链斗挖掘机/带式输送机等；第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用8半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用1.开采工艺一般定义半连续开采工艺的主要特点是某些作业环节物料流连续，某些作业环节物料流不连续，典型的半连续开采工艺:◎采掘作业环节由单斗铲完成，而运输及排卸环节由带式输送机完成；◎采掘作业由连续开采设备如轮斗挖掘机完成，运输及排卸由汽车或铁道车辆完成。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用9半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用1.开采工艺一般定义目前流行的半连续开采工艺系统:主要是由单斗挖掘机采装，经过筛分或破碎设备将物料转运到带式输送机上，然后运达指定地点进行卸载。半连续开采工艺系统的发展与应用:主要源于间断开采工艺的主流运输设备—汽车随着运输距离的增大，运输成本急剧上升，因而寻求一种能够替代汽车运输的成本较为低廉的运输方式。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用10半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用1.开采工艺一般定义半连续开采工艺系统的发展与应用:近三十余年来，露天矿坑内主要运输设备是矿用汽车，其载重量一般在二十吨至三百余吨。随着露天矿采深不断加大，采掘、运输设备的规格不断提高，露天矿的运输距离也不断增大。但是，汽车运输的合理运距一般在2～4km，超过这个距离之后，汽车运输的成本急剧上升。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用11半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用1.开采工艺一般定义半连续开采工艺系统的发展与应用:露天开采的特点是除了开采有用矿石之外，还要剥离覆盖在矿石之上的大量废弃岩石。一般情况下，根据矿石赋存状态的不同，每开采一吨有用矿石，平均要剥离2～6m3或更多的岩石。一个年产矿石千万吨级的露天矿，每年采剥矿岩总量就会达到20.0～60.0Mm3，运输费用约占矿石总成本的1/2～2/3左右。为了降低露天矿山的运输成本，人们在现有运输设备的基础上，不断寻求运用经济高效的、能够适应大规模矿山开采的运输设备—带式输送机。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用12半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用2.我国煤矿露天开采工艺的发展我国煤矿露天开采工艺的使用及其发展基本上反映了当时的矿山开采及设备制造水平的现状。◎建国以后至1980年代初期:主要采用单斗铁道间断式开采工艺系统。◎改革开放以来建设的大型露天煤矿:剥离以单斗汽车为主，采煤以半连续开采工艺为主。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用13半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用2.我国煤矿露天开采工艺的发展◎建国以后至1980年代初期，我国国有重点煤矿主要采用单斗铁道间断式开采工艺系统，随着开采深度的增加，部分矿山煤炭运输采用了半连续工艺系统，如抚顺西露天矿；部分矿山深部煤炭采用单斗汽车，转载至铁道运至地面。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用14半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用2.我国煤矿露天开采工艺的发展◎改革开放以来建设的大型露天煤矿主要特点是产量大幅提高，开采深度大，平均在150～200m以上，煤炭运距平均3km以上；开采工艺基本淘汰了资金、人员密集型的单斗铁道工艺，除了个别矿山采用连续开采工艺以外，大多数矿山以综合开采工艺为主，其中剥离以单斗汽车为主，采煤以半连续开采工艺为主。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用15半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用2.我国煤矿露天开采工艺的发展第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用表1.改革开放以来我国主要露天煤矿开采工艺系统[2]序号矿山名称剥离开采工艺/采煤开采工艺建矿时间设计能力/万t/a1伊敏河露天煤矿单斗汽车/半连续1984年投产100-10002霍林河南露天矿单斗汽车/半连续1984.9.1.移交投产300-900-10003平朔安太堡露天矿单斗汽车/半连续1982开工，1987.9.投产15334神华准格尔露天矿单斗汽车/半连续1990.4.开工，1996年投产1200-25005元宝山露天煤矿轮斗/单斗汽车半连续1990.10.19开工，2005.4.移交，2006年达产500-80016半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用2.我国煤矿露天开采工艺的发展第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用表1.改革开放以来我国主要露天煤矿开采工艺系统[2]序号矿山名称剥离开采工艺/采煤开采工艺建矿时间设计能力/万t/a6平朔安家岭单斗汽车172t/半连续2001.6.试生产2003.达产1500-10007神华哈尔乌素单斗汽车、拉斗铲2007.20008胜利一号单斗汽车/半连续2005.20009白音华1号单斗汽车/半连续2005.7.开工一期70010白音华2号单斗汽车/半连续2005.开工500-150017半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用2.我国煤矿露天开采工艺的发展第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用表1.改革开放以来我国主要露天煤矿开采工艺系统[2]序号矿山名称剥离开采工艺/采煤开采工艺建矿时间设计能力/万t/a11白音华３号单斗汽车/半连续2005.7.3.开工500-140012白音华4号单斗汽车2006.8.3.开工500/1000/240013霍林河2号-扎哈淖尔轮斗胶带/单斗汽车半连续2003.7.投产250-150014新疆准东露天煤矿单斗汽车/半连续2006.8.28开工10-1515黑龙江宝青单斗卡车，拉斗铲1016云南小龙潭连续/+半连续工艺1317宝日希勒单斗汽车/半连续18半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用2.我国煤矿露天开采工艺的发展◎表1所列矿山半连续工艺系统主要用于煤层的开采及运输，开采设备主要是単斗挖掘机，运输设备为108t～320t载重汽车，将原煤从开采工作面运至地面破碎站，破碎设备绝大部分为坑边半固定式破碎机，破碎能力一般为1500t/h～3000t/h，带式输送机带宽1.0～1.4m;少数为移动式破碎机。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用19半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用3.半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用如前所述，半连续开采工艺的主要特点是为使物料适合连续运输的带式输送机而增加了破碎环节，破碎环节对于废弃的剥离物而言是增加了额外成本，而对于有用矿物而言，一般均需粗破碎环节。露天开采除了获取有用矿物之外，还要剥离几倍于矿物的剥离物。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用20半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用3.半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用在我国目前正在生产的大型、特大型露天煤矿，剥采比一般为3～5m3/t，即每开采一吨原煤，一般要剥离3～5立方米的剥离物。因此，大型露天矿山一般仅限于有用矿物的开采采用半连续工艺，由于剥离物相对矿物而言，运距较短，且破碎成本较高，较少采用半连续开采工艺。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用21半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用3.半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用露天煤矿采用半连续开采工艺增加了破碎环节，破碎环节的主要设备—破碎机多为辊筒式，按照移设时间分类可分为三种类型:▲固定式破碎机;▲半固定式破碎机;▲移动式破碎机.第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用22半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用3.半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用固定式破碎机（英文fixedcrushers）是指破碎机的位置一经安装完毕，不随采矿作业工作面位置的变化而进行位置的改变；第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用23半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用3.半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用半固定式破碎机也称为半移动式破碎机（semi-mobilecrushers）：在一段时期内，其工作位置相对固定，根据工作面向破碎设备供料的运输距离确定其移位时间。半固定式破碎机的设计准则是移位时不会产生大量的安装费用。破碎机由自卸卡车或前装机给料，移设不频繁(例如，每周、每月或每年移设一次)。半固定式破碎机移设距离长，运输机构可以是破碎机整体的一部分，亦可以是独立的。独立的运输机构可以几台破碎机共用。第十一届全国矿业系统工程学术会议(SASEMI2008)系统工程在矿业领域的应用24半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用3.半连续开采工艺在我国露天煤矿的应用移动式破碎机其工作位置移设频繁，