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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(jù)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(zhì)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(nèi)的侏羅系地層呈向西北傾的單斜構造，地層產(chǎn)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(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷距大于20m的斷層。露天礦內(nèi)為緩傾斜的簡單單斜，沿走向和傾向產(chǎn)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(nèi)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(jù)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(jīng)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(zhì)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(jīng)濟分析法，該方法的實質(zhì)是露天礦田內(nèi)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?shù)臈l件下，由于礦山規(guī)模較大，卡車運費較高，所以端幫雙翼內(nèi)排是必然要采用的。按雙翼內(nèi)排生產(chǎn)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(shù)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(shù)，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(nèi)排土場一側四分之一橢圓周長，m；         內(nèi)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(nèi)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(jù)本礦的生產(chǎn)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(shù)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(shù)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(nèi)排的方式確定合理的采區(qū)寬度（Lc）。         單翼內(nèi)排的優(yōu)點是：條區(qū)寬度?。s為雙翼內(nèi)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(shù)條區(qū)剝離工作線長度與內(nèi)排的排土工作線長度不一致，前長后短，內(nèi)排空間得不到充分利用，給排土增加一點難度。         在單翼內(nèi)排條件下，按單翼內(nèi)排生產(chǎn)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(nèi)排時，沿煤層傾向劃分條區(qū)的數(shù)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(shù)，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(nèi)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(jù)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(chǎn)管理和經(jīng)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(nèi)排要求。沿煤層走向劃分條區(qū)，其采區(qū)數(shù)為5條（首采區(qū)除外）。沿煤層傾向劃分條區(qū)，其條區(qū)數(shù)僅有2條，由此，前者的條區(qū)過渡要增加3次不利于生產(chǎn)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。