黑岱沟露天煤矿二条区北部第一幅采剥方案研究

高秀丽

【摘要】目前，黑岱沟露天煤矿正处于条区转向的关键时期，在转向期间如何保证原煤生产的接续是转向面临的重要问题之一。一条区原煤开采逐渐到达最终边界，如何将二条区第一幅煤层揭露出来对黑岱沟露天煤矿采煤的接续有着重要影响。本文结合黑岱沟露天煤矿现有生产工艺系统，提出相关采掘方案，并进行比较分析，最终找到一个技术经济上合理的采掘方案来保证黑岱沟露天矿正常生产接续。

【关键词】黑岱沟露天煤矿；转向；二条区；第一幅；采剥

1. 露天矿简介

黑岱沟露天煤矿隶属于神华集团准格尔能源有限责任公司，露天煤矿从1999年正式投产，到2001年三年期间煤炭产量每年以150万吨的速度递增，特别是2002年煤炭产量突破1000万吨大关，从而使露天煤矿跨入了千万吨特大型露天煤矿的行列。2003年全面达产，原煤产量达到1399.94万吨。2005年生产原煤2000万吨，创全国最高水平。黑岱沟露天煤矿现在生产能力已经超过3000万吨，而且正处于一条区向二条区转向过度的关键时期，如何保证如此巨大的煤炭生产能力正常接续，是摆在人们面前的一道巨大难题，而解决好这道难题的关键就在于保证二条区北部第一幅能够正常出煤。

2. 背景介绍

到2015年年底，预计黑岱沟露天煤矿首采区剩余煤量为3768万t，为保证原煤生产工作的顺利过渡，需提前对二条区原煤进行揭露。

二条区第一幅剥离工程有其特殊性，因吊斗铲倒堆工艺在黑岱沟露天煤矿的应用，造成黑岱沟露天煤矿在原煤生产工艺上的特殊性。受吊斗铲行走路线及倒堆作业形式以及转向过渡时期内排空间紧张等因素的限制，二条区第一幅与一条区内排土场交界位置不能形成全留沟，必然要对一条区内排土场进行二次剥离。

在实际生產过程中，要合理安排排弃位置，尽可能减少剥离物料排弃到一、二条区留沟位置区域，以减少此位置重复剥离工程量。考虑首采区东部吊斗铲作业回程路和东部单斗卡车排土运输道路对二条区第一幅南部采剥工程的影响，此方案只研究二条区北部第一幅1200m范围内采剥情况，方案成果可直接应用于南部第一幅原煤生产。

3.方案介绍

根据黑岱沟露天煤矿转向进度计划安排，对二条区原煤揭露方式可做如下设计：

方案一：单斗卡车工艺进行拉沟剥离。

单斗卡车工艺对二条区北部第一幅进行拉沟剥离，剥离标高为1150水平以下松散岩石，黑岱沟露天煤矿为了缩短转向过渡期间运距，提出了内排土场半留沟配合搭桥的方案，随着转向过程的不断进行，修筑的中间搭桥道路已对二条区新水平发展造成影响，需对两处内排搭桥进行拆除，在此采掘过程中，电铲分层将排土场搭桥、碎石及二条区上部岩石进行剥离，排土场碎石剥离至煤层底板标高，二条区岩石剥离至煤层顶板位置。在内排土场靠近岩石台阶位置进行拉沟，拉沟深度约86m，需分层下挖至6#煤层顶部，在最下部形成15m高的煤岩分离台阶，还有15厚煤层与碎石接触，不再进行煤岩分离工作。

拉沟工程结束后，内排土场一侧形成1064、1079、1094、1109、1124、1135台阶，岩石台阶下部85m宽煤层全部露出。二条区北部第一幅工作线长度为1200m，露煤量为503万t。北部第一幅在煤层全部暴露的条件下，总计剥离量为1551.2万立方米，其中包括1073.9万立方米内排土场重复剥离碎石，477.3万立方米煤层上部岩石。

方案二：采用抛掷爆破—吊斗铲倒堆工艺进行剥离。

采用抛掷爆破和吊斗铲倒堆工艺对二条区北部第一幅进行剥离是分两步来完成的， 由于内排土场在排弃过程中没有在一、二条区交界位置采用全留沟布置方式，要想进行抛掷爆破需要在抛掷台阶前方创造至少40m宽的采空区，以保证抛掷爆破和扩展平盘空间。首先需安排电铲在内排土场进行拉沟，拉沟深度86m，拉沟底部宽度40m。当排土场一侧拉沟工程结束后，二条区北部第一幅煤层上部岩石自由面暴露，并且拥有空间进行抛掷爆破。抛掷台阶宽度85m，高度平均38m。抛掷爆破后安排吊斗铲进行倒堆作业，将煤层上部岩石全部剥离，此时二条区北部第一幅1200m煤层顶部全部暴露，并且具备采煤条件。二条区北部第一幅总计剥离量为2056.3万立方米，其中有1374.5万立方米内排土场重复剥离碎石，681.8万立方米吊斗铲倒堆作业量，其中包括吊斗铲重复倒堆204.5万立方米作业量。

方案一与方案二剥离工程剖面图如下：

4、方案对比

（1、剥离量对比

在方案一中，不需要为抛掷爆破创造自由空间，煤层上部岩石及靠近排土场一侧重复剥离碎石全部由单斗卡车工艺进行，煤层底板拉沟宽度仅为5米，重复剥离碎石量相比较小。剥离量总计1551.2万立方米，其中1073.9万立方米为内排重复剥离碎石，477.3万立方米煤层上部岩石。方案二剥离量总计2056.3万立方米，其中1374.5万立方米内排重复剥离碎石，681.8万立方米吊斗铲倒堆作业量，其中包括吊斗铲重复倒堆204.5万立方米作业量。方案一较方案二少剥离505.1万立方米碎石。

（2、工程进度比较

考虑黑岱沟露天煤矿现有设备能力及相关工程位置情况，二条区北部第一幅允许3台电铲先后进入该工程位置作业。三台电铲在正常工作状态的情况下，二条区北部第一幅预计于2016年3月底采掘完毕。

采用抛掷爆破+吊斗铲倒堆工艺对二条区北部第一幅采掘时，同样安排3台电铲作业，预计在2016年5月能够将二条区北部第一幅抛掷台阶前方碎石全部剥离完成。由于剥离碎石的过程与抛掷爆破台阶打孔、装药不存在冲突，所以碎石采掘完成时就能进行抛掷爆破。抛掷爆破后相关设备进入抛掷区为吊斗铲准备扩展平盘，预计10天完成，吊斗铲倒堆作业预计进行50天。二条区北部第一幅在2016年7月具备采煤条件。

（3、炸药消耗

方案一煤层上部岩石全部采用单斗卡车工艺进行剥离，松动爆破量为477.1万立方米。我矿单斗台阶单位炸药消耗量为0.44㎏/m? ?，所以方案一炸药消耗量总计2099t。方案二煤层上部岩石采用抛掷爆破+吊斗铲倒推工艺进行剥离，抛掷爆破量同样为477.1万立方米，我矿进行抛掷爆破单位炸药消耗量为0.77㎏/m?，所以方案二炸药消耗量总计3673.7t。

5、结论

综合比较以上两种方案，方案一较方案二剥离量减少505.1万立方米碎石，工程进度方案一较方案二提前将近4个月，炸药消耗方案一比方案二少消耗1574.7t。

不论从工程量、工程进度及炸药消耗因素考虑，方案一都明显优于方案二。采用方案一能够在较短时间内以较经济的方式将黑岱沟露天煤矿二条区北部第一幅上部岩石全部剥离，能够有效保障黑岱沟露天煤矿转向平稳过渡。

方案一单纯的采用单斗卡车工艺对转向期间的黑岱沟露天煤矿二条区北部第一幅进行剥离，我国现有大部分露天矿山都采用单斗卡车工艺进行生产，而且很大一部分露天矿山都面临生产过度转向的过程，所以方案一中的采剥思路对整个露天矿山转向平稳有序过度都具有较高借鉴意义。

参考文献：

[1]中国矿业大学.露天采矿手册（二）[M]. 北京；煤炭工业出版社，1986.

[2]刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京；冶金工业出版社，1999.

[3]神华集团准格尔能源有限责任公司黑岱沟露天煤矿吊斗铲工艺技术改造初步设计说明书.中煤国际工程集团沈阳设计研究院，2003./