露天采矿机煤层选采厚度选择探讨

李增强

[摘 要]本文针对露天采矿机独特的结构特点，通过合理的勘测煤层厚度，科学地探讨了露天采矿机的选采厚度及其开采原则，并给出了含矸率和毛煤热值的评价指标计算公式。通过分析影响煤层选采厚度的重要因素，探讨了选采厚度的确定原则，通过实际开采数据的结果表明：露天采矿机最佳的选采厚度为0.25m，选用此开采厚度不仅提高了选采效率，而且保证了对施工作业的安全可靠性。

[关键词]露天采矿机 选采 煤层厚度

中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0005-01

1.前言：

现如今，我国正处在由发展中国家向发达国家过度的关键时期，对能源的需求和储备有了更高的要求，尤其是煤炭这种不可再生能源需求更是与日剧增。但是，在开采能源的同时也要做到自然环境的保护，为可持续发展的理念做出应有的贡献。为了满足我国各个行业的生产生活需要，在煤炭开采方面我国的开采技术也有了显著的进步，不断勘探出更大更好的煤炭基地，并对其进行合理的开放与开采，不仅需要更加科学合理的开采方式来尽可能的减少浪费，而且针对我国煤炭资源的露天开采模式，为了确保开采质量，就需要利用像露天采矿机这样先进的开采工具才能减少资源的浪费。露天采矿可分露天金属矿床开采、露天煤矿开采和露天铁矿开采三种开采方式，而煤层选采厚度的选择主要属于露天煤矿开采。如何对露天采矿机的煤层厚度进行选采，并保证开采的安全性和环保性成了当务之急。

2.露天采矿机煤层选采厚度选择探讨概述

2.1 露天采矿机概述

通长我们使用的露天采矿机集爆破、破碎和采装于一体， 开采方式是水平逐层开采，这样不但实现了精确的煤炭开采，同时还保证了稳定的选择性开采。与传统的开采设备相比，露天采矿机的选采性能高，可以开采小于1m的煤层，可以对薄煤层进行分采分运，减少了煤炭在开采过程中因某些不利因素而大量损失。对于存在顶底及夹矸等结构的复杂煤层，尤其是在硬度极高的岩层中，使用传统的设备不但会增加煤炭的破碎及洗选成本，而且也会增加矸石及选煤废渣的运输成本。采用露天采矿机可以大幅度的减少以上的缺点，虽然无法避免毛煤损失和矸石杂质，但是露天采矿机可以把开采深度降到最低，将开采过程中的回采率和热值达到应有的最佳效果。

2.2 煤层开采模型

在煤矿的开采过程中，会遇到很多难题，诸如像矸石这样的杂质，它会增加煤的灰分，致使煤炭在使用过程中不易燃烧造成不必要的浪费。所以在开采过程中如何进行科学的筛选来减少矸石的混入，提高原煤质量和燃烧率，我们就需要一个合理的毛煤损失与矸石混入模型（如图1）。以此来保证露天采矿机的合理开采范围，这样才能有效的减少矸石混入，避免了原煤在使用过程中造成更多的环境污染，以及不能很好的燃烧等诸多问题。

另一方面，对于滚筒式露天采矿机，可以假设其切削转子的震动特性与切入深度有关，因为任何机械都或多或少的具有机械震动，而机械震动会降低机械加工的精度。所以我们可以认为毛煤损及矸石与露天采矿机的切削转子振幅有关，如果是在震动范围内，也就是在安全范围内开采，那么我们建立的毛煤损失与矸石混入模型就是合理可行的。

2.3煤层选采厚度选择探讨

为了帮助开采人员更加便利的进行施工作业，获得更加有效的开采参数，除了毛煤损失与矸石混入模型以外，煤层的选采厚度还需要有一个更加合理的原则。另外，盲目的开采不仅会破坏部分山体结构，导致山体塌陷或者山体滑坡等灾害，而且还会增加以后持续的开采的难度，增加原煤的浪费量，不符合我国可持续发展的要求。所以，为了提高露天采矿机的开采效率，开采的深度应接近或者小于采矿机的最大开采深度。

由多次开采的经验及数据可以得出，露天采矿机的选采深度与开采能力符合如下函数关系：

由公式可以得出，在采矿的开采深度和采矿机的额定开采深度不变的情况下，如果露天采矿机的开采能力不足或者开采能力下降，就会导致采矿机的实际开采能力下降，换句话说就会加大实际的投资费用。但是，如果提高选采效果（矸石和杂质的含量下降）以此来增加经济效益，很可能难于抵偿由于降低了采矿机生产效率而增加的生产费用。显然这与我们企业的开发宗旨是相悖的。

因此，采矿机用于选采时存在一个经济合理的最小分层开采深度。这个开采深度就是选采厚度，它需满足。

式中：为提高了选采效果（煤炭热值提高增加的售价或较少的选煤成本）而增加的经济效益；为采矿机生产效率的降低所引起的生产费用的增加。根据露天矿采矿原理及经济最优化，选采厚度应满足如下要求：

（1）毛煤发热量要求：选采后的含矸率所对应的毛煤发热量应满足用户要求；

（2）矿山推进度要求：在满足发热量的前提下，选采层数应尽量少，以简化选采程序，适应现代化露天矿推进强度较大的要求；

（3）经济合理性要求：即。

3.结论

（1）本文建立了毛煤损失与矸石混入模型，为露天采矿机的选采厚度的确定及优化提供了理论基础和方法。此选采效果与煤层总厚度成正相关，与大夹矸总层数及小夹矸总厚度成负相关。

（2）确立了煤层选采厚度的优化原则，通过对比实际开采数据作为实例，得出了选采厚度、选采层数及选采后含矸率的关系：选采厚度越小，则选采层数越多，含矸率越低，热值越高。但过小的选采厚会降低采矿机效率，影响露天矿整体推进度。故确定0.25m为经济合理的选采厚度。

（3）夹矸层多，露天煤矿煤层薄，是我国煤层普遍存在的特点，由此看来露天采矿机的推广应用有广阔的前景。

参考文献

[1]郝文玉，才庆祥，张磊，等.露天采矿机在我国露天煤矿的应用展望[J].煤炭工程，2009（10）：108-110.

[2]周伟，才庆祥，陈树召，等.煤层厚度变化下拉斗铲生产可靠性分析[J].中国矿业，2007，16（8）：35-36.