西湾露天煤矿开采程序的优化

2013-09-04雷志勇杨叶齐

中国煤炭工业 2013年12期

关键词：运距矿坑排土场

文/雷志勇杨叶齐

西湾露天煤矿开采程序的优化

文/雷志勇杨叶齐

开采程序是影响露天矿投资、产能、效益的重要因素，选择合理的开采程序对露天煤矿的高效快速建设和减少基建投资具有重要意义。本文对西湾露天煤矿达产前8年的煤矿开采程序优化方案及效果进行了阐述。

一、项目概述

西湾露天煤矿隶属陕西神延煤炭有限责任公司，位于陕西省榆林市神木县西南部和榆阳区东北部，地处陕北黄土高原北端，大部分地域被第四系风积半固定沙丘和固定沙丘所覆盖，以风沙滩地地貌为主。矿井南北长约18km，东西宽约4.1km，面积73.47km2，地层产状平缓，煤层近水平分布，倾角1°左右，主采煤层2-2平均厚度为11.13m，视密度为1.32g/cm3，真密度为1.38g/cm3。煤类为长焰煤及不粘煤，拥有地质储量633.037Mt（可采储量626.706Mt）。据2012年5月中煤国际工程集团沈阳设计研究院提交的初步设计资料表明，矿井原煤平均剥采比8.368m3/t，设计规模10.0Mt/a，服务年限58.1年。

二、原开采程序设计方案

初步设计中开采工艺、设计参数及开采程序如下：

1.开采工艺及参数

剥离采用单斗-卡车+拉斗铲倒堆综合开采工艺。达产前七年剥离采用2台55m3单斗挖掘机配300t级自卸卡车，剥离能力不足部分可外包；达产8年后，投入1台90m3拉斗铲进行倒堆作业。

采煤选用单斗-卡车+半固定破碎站-带式输送机半连续开采工艺。其主要设备为1台35m3单斗挖掘机配200t级自卸卡车、半固定破碎站和带式输送机。

剥离台阶水平分层，标准台阶高18m，采煤台阶按自然高度11.13m划分，工作平盘宽度80m，采掘带宽度40m，采煤采掘带宽度65m。

拉沟位置位于首采区东部境界煤层潜伏露头处，首采区深部境界工作线长2.8～3.2km，基建工程量为42.10Mm3，基建期24个月。

2.开采程序

初步设计中原开采程序为：工作帮向北推进，东帮及南帮为固定帮，西帮采取压帮方式。矿坑露煤工作线长2.58km，地表矿坑长度2.77km，宽度778m，深度55m～82m，占地2.10km2。矿建期间使用外排土场排土，卡车运距3.00km。矿建及达产后1.5年剥离物外排，达产1.5年后从下部形成内排,平均运距2.0km。原设计达产时工程平面位置详见图1。

图1原设计达产时工程平面位置示意图

原初步设计中，经基建2年至达产8年共10年时间内，矿坑可生产煤炭80Mt，剥离量545.8Mm3，剥离物平均运距2.19km，平均剥采比6.823m3/t。存在着设计工作线过长，卡车运距长，煤矿建设和生产成本较高等弊端。

三、原开采程序的优化设计方案

1.工作线长度选取

选取合适工作线长度可以有效降低基建工程量及投资。为此西湾露天煤矿本着科学发展，效益优先原则，从经济和技术方面综合分析工作线的长度对剥离效率、基本建设投资的影响。经过多方论证，综合经济、技术、工艺可行的工作线长度的分析数据，得出最优工作线长度应选取1400m。

2.开采程序的优化

借鉴近年来国内外大型露天煤矿建设经验，矿井技术人员拟对西湾露天煤矿初步设计开采程序进行优化。

其优化思路是将矿坑首采区再分两个条区（A区、B区），缩短矿建期间工作线长度，矿坑通过生产期的2次转向，达产第8年恢复到能适应拉斗铲工作的作业环境，具体分三步。

第一步，采用短工作线进行矿建和投产。在首采区从东端帮永久矿界向西布置工作线长1400km采坑作为矿建生产区，南端帮永久边界不变，由南向北进行工作面推进，1400m工作线达产时露天矿年工作线推进强度为486m。

该方案具有以下特点：缩短剥离运距，剥离平均运距由3km缩短至2.5km；降低基建工程量，基建工程量由42Mm3下降到28Mm3；在矿坑西端帮留沟，在首个开采区与下一开采区之间每隔300m排弃一座“桥”，将采场西帮1442平盘与内排西端连接起来，使采场两个平盘物料实现双向内排，既降低了运距，又分流东帮车流，加快了相应工作台阶的推进。此外，原设计方案采掘场和外排土场所属神木县与榆阳区，存在地界争议，导致征地困难。将工作线缩短到1400m后，初期外排土场面积从3.06km2下降到了约1.9km2，绕开了争议区域。

第二步，矿坑垂直转向。矿建后工作面向北推进1500km后转向，改为由东向西推进，如果按设计规模10.0Mt/a安排生产至达产3.5年进行转向，工程布置详见图2。