抚顺东露天矿南帮汽转铁运输方案研究

夏寿亮，赵英拓

（抚顺矿业集团有限责任公司 东露天矿，辽宁 抚顺 113000）

抚顺东露天矿南帮汽转铁运输方案研究

夏寿亮，赵英拓

（抚顺矿业集团有限责任公司 东露天矿，辽宁 抚顺 113000）

抚顺东露天矿生产工艺分为2种，北帮油母页岩矿石采用电铁工艺进行开采，南帮煤炭采用汽车工艺进行开采。由于南帮地质构造原因，设计优化南帮现有生产工艺，加大清岩及露煤进度，保证东露天矿持续稳定发展。

露天矿；优化工艺；汽转铁；效率

1 概 况

抚顺东露天矿开采工艺分2种，北帮油母页岩生产工艺为单斗电铲-铁路-电机车运输工艺，该工艺是由开采年限较为久远的抚顺西露天矿引进，西露天矿在电铁工艺上有较长的应用历史且工艺较成熟。抚顺东、西露天矿开采煤炭都属于抚顺煤田，煤层赋存情况相近，因而东露天矿引进西露天矿成熟的电铁工艺进行开采生产，因地制宜，事半功倍。南帮为东露天矿主要的煤炭采区，主要为汽车工艺，利用汽车工艺机动性高，对南帮煤炭进行生产开采。

2 煤炭采区分布

目前，东露天矿煤炭采区有+30采区、2号公路采区、西部坑底采区及东部坑底采区。+30采区处于矿区坐标E9800— 9000，该采区南侧为凝灰岩、玄武岩等岩种；2号公路采区处于矿区坐标E9200—E8000，该采区煤炭赋存量较大，但南侧为凝灰岩岩种；西部坑底采区处于矿区坐标E7800—E6600，该采区煤炭矸石量较小，含煤系数较高，部分区域存在回填土；东部坑底采区处于矿区坐标 E9600—E8000，该采区主要为煤炭与油母页岩贫矿交接处，煤炭储存量较大。南帮生产过程中采用挖沟机配合汽车采装作业，由于较为特殊的地质条件，需要用挖掘机进行分选露煤，汽车运输。

3 2号公路采区生产作业情况

东露天矿公路系统主要有东、西、南、北环公路，及东部泵站公路、1号公路，2号公路，3号公路、4号公路及坑底采区公路。2号公路属于生产重要咽喉要道，对于公路系统意义重大，该公路贯穿于2号煤炭采区，在对2号煤炭采区进行生产过程中，必须保证运输系统的通畅，及时形成新的2号公路以保证生产工作的持续进行。对2号公路采区进行开采时采用工作线沿煤层走向布置，简称纵采，沿煤层倾向由北向南进行推进，2号公路采区北侧出煤量较大，南侧为凝灰岩等岩种。2号公路全长约1.5 km，采区平盘宽度平均为60 m，采掘过程中首先在平盘北侧形成采区，一幅采宽为20 m，公路在2号公路南侧通行，公路系统保留在南侧坡底处。

3.1 布孔作业

东露天矿钻机采用的是湖南山河智能机械股份有限公司设计制造的SWD型一体化潜孔钻机，钻孔直径为165 mm，潜孔钻机采用交流供电方式，输入电压为6 600 V经变压器转为380 V工作电压。

2号公路采区生产过程中，首先要进行布孔作业。该采区南侧为到界边坡，为了不破坏边坡岩体，钻机钻孔时在南侧边坡处要打调坡孔，正常情况下为每一幅降深高度为8 m，南侧调坡孔深依次为3、5、7、8 m，正常布孔方式为菱形布孔。由于地质构造变化，该采区岩种分布并不均匀，南侧为玄武岩，中间为凝灰岩，凝灰岩分为软质、硬质凝灰岩，北侧部分为煤炭及回填土等岩种。南帮钻机作业过程中，夜班外障影响较小，白班钻机作业过程中需要推土机等设备辅助作业，处理地盘以保证钻机可以平稳作业，通常夜班效率为白班效率的1.5倍。钻机作业过程中岩种为玄武岩时效率为150 m/班，钻机作业过程中岩种为凝灰岩时效率为240 m/班，岩种为煤炭时效率为300 m/班。

作业过程中尤其需要注意采区下部的空巷等采空区影响，这些采空区形态各异、层位复杂、空间和尺寸不确定。采空区的危害主要有：①采装运输设备陷入采空区；②采空区顶板岩石赋存条件的变化，其强度降低后对边坡稳定性的影响。露天开采过程中钻机等设备遇到采空巷后，作业难度较大且钻杆打孔过程中，由于是潜孔钻机，钻机需要将岩屑吹出孔外，钻头以顺利降深，但遇到采空巷后，因为空巷影响，钻机风机无法将岩屑吹出孔外，导致无法完成降深钻孔。爆破作业时，容易出现拉底情况。影响采装效率，需要对拉底区域进行处理。

3.2 爆破作业

东露天矿爆破作业采用乳化炸药，电雷管引爆方式进行爆破作业。爆破岩种有绿色泥岩，油母页岩以及凝灰岩、玄武岩、煤炭等岩种，孔网参数一般为4 m×6 m，设计孔深一般为标准孔深8 m，填塞长度一般为孔深的1/3左右。南帮进行爆破作业时，由于地质构造，该区域采区存在构造、断层等原因，岩种分布局部呈现不规律分布。在对南帮采区进行爆破作业时，要做到合理分配药量，减少煤炭破碎程度及煤炭自燃情况的发生。

3.3 采装及排弃作业

东露天矿南帮采用汽车工艺进行采矿生产，目前东露天矿汽车类型有矿山86型汽车、矿山勇士汽车以及斯太尔汽车，其装运体积分别为30、20、10 m3。南帮清岩及煤炭采区采用汽车工艺进行生产时，由挖沟机－汽车配合进行采装作业，汽车将剥离物运送至外排土场进行排弃。

4 剥离生产运距过长

目前，东露天矿分为南、北2大采区进行开采，南帮及坑底剥离物主要通过汽车运送至外排土场进行排弃，南帮及坑底采装的煤炭由采区－2号公路－1号公路运往煤场进行存储及销售。采装剥离物由汽车外排，作业平均运距达5 km，超出汽车经济合理运距范围（2.5～3.0 km），排弃成本过高。面对此生产现状南帮露煤剥离量急需寻找新的排弃方式进行生产，以降低生产成本。

5 电铲－汽转铁工艺方案

东露天矿坑底煤炭采区与北帮油母页岩采区生产相伴而生，北帮油母页岩台阶逐步向北推进，坑底煤炭采区逐步降深露煤，目前，坑底2W2采区为油母页岩贫矿采区，由长臂电铲601进行上装推进作业。2W2贫矿采装作业主要是为东露天矿降深下延电铁开拓系统及露煤生产服务。由于电铲采装能力强，年推进速度较快，可为下部煤炭采区及时露煤做好准备工作，坑底采区及时出煤可确保全年顺利完成煤炭生产任务。

露天矿水源主要有大气降水、地表水和地下渗透水，东露天矿坑底采区在汛期期间，因为降雨量增大的影响，不能作为煤炭重点采区进行生产作业。汛期期间（每年7—9月）坑底采区需要增设浮船泵站进行汇水排水作业，因为泵站的设立，将会对坑底煤炭生产造成影响。这时候煤炭生产的重心将转移到南帮+30、2号公路采区等煤炭赋存量相对较低的采区，为了保证煤炭生产的持续作业，此时，露煤工作将显得尤为重要。南帮2号公路运输系统贯穿于2号公路采区，在组织煤炭生产的同时，必须保证公路运输系统的正常通行。

设计将北帮剥离4 m3电铲调运至南帮2号公路采区进行剥离露煤工作。由4 m3电铲对矿山勇士及矿山86型汽车进行采装作业。由北帮延路端生产经验来看，4 m3电铲满足汽车采装要求，可以为汽车生产工艺进行服务。

作业过程中，需要优化生产方式，制定满足电铲作业要求的采区工作面。由电铲进行采装作业时，2号公路采区南侧台阶为东露天矿1号公路最终运输系统，在进行生产作业时，必须保证不破坏1号公路现有坡面，在采区下延的过程中，南帮1号公路坡面在不破坏边坡岩体的情况下逐步采掘到界。组织电铲对2号公路进行生产作业时，采区南侧坡底必须留刷坡余量，因为电铲勺斗规格的制约，电铲采装完成后，台阶坡面角度可达70°，远远大于南帮稳定坡面角度30°的要求，所以现场作业时，通过验收平面图及采区台阶高度进行综合考虑确定电铲采界边界，以保证最终公路系统坡面完整性及稳定性。由电铲进行生产作业时，因设备作业条件要求，爆破作业必须保证块度均匀，减少大块率的出现，尽量避免出现拉底情况，否则电铲将无法进行采装作业，影响生产效率，对露煤工作产生影响。如果现场出现拉底及大块情况，情况相对较轻的需要及时安排锤头破碎机进行破碎作业，处理拉底及大块以保证电铲可以顺利进行采装作业。

6 电铲-汽转铁工艺的效益分析

6.1 汽转铁工艺电铲生产能力

2号公路采区采用电铲进行生产作业过程中，经验收统计生产能力可达5万m3/月，相比挖掘机3万m3/月的生产效率，每月提升2万m3的露煤工程量，加快了煤炭采区的露煤进度及保证2号公路的及时移设形成，避免出现中断运输滞后生产的情况。

6.2 汽转铁工艺排弃作业

为了减少外排弃量及减少汽车工艺排弃运输距离，设计研究在西部坑底2W2采区设立“汽转铁”场地进行南帮汽车剥离排弃作业。“汽转铁”即为汽车剥离运输量转运至电铁工艺采区进行排弃，再由电铲采装进行铁路运输排弃，剥离量排弃至西露天矿内排土场。2W2采区排弃方式采用场地式排土方式，贴近2W2台阶坡面由汽车进行排弃作业，逐步涨道至2W2台阶高度，开始平翻作业。

6.3 汽转铁工艺节省资金

通过新建汽转铁场地，将南帮煤炭剥离量转运至西部坑底电铁采区进行排弃运输，排弃运距为1.5 km，减少了2号公路采区汽车配备数量，节省汽车去往68站站场建设工程，缓解了设备能力不足的问题，同时可以加大设备力量对西部坑底进行重点降深工作，为2号公路的顺利下延做好准备。目前，2号公路底部水平为+11 m，西部坑底采区水平比东部坑底高约20 m，为了保证系统的水平贯通，急需加大西部坑底降深力度。截至2016年底西部坑底降深水平为+4 m左右，2号公路需要进一步降深下延与+4 m水平相接，确保运输系统的连贯性。2号公路采区剥离物通过汽转铁方式进行排弃，相比通过汽车外排节省运距3.5 km。2号公路年剥离量为60万m3，汽车运输成本2.61元/km，通过设立汽转铁场地，2号公路全年节省汽车运输费用548.1万元。

7 总 结

通过工艺优化，东露天矿南帮2号公路采区采用电铲-汽车工艺进行露煤生产工作，在汛期内最大程度地缓解了煤炭生产紧迫的局面并大大地节省了生产成本。该工艺的成熟运用，为东露天矿公路运输系统的及时下延提供了保障。2号公路属于重要交通要道，其连通东部泵站公路、1号公路、+30采区及西部坑底采区等重要煤炭采区，同时也是东露天矿设备运输、人员交通的重要道路，保证该公路系统的顺畅通行，对东露天矿生产意义重大。

［1］夏寿亮，赵英拓，陈立杰，等.抚顺东露天矿月牙湾泵站清淤工程方案［J］．露天采矿技术，2015（9）：82-84.

［2］王孝广，赵英拓.汽车-电铁联合工艺应用于含水冲积层开采的方案研讨［J］．露天采矿技术，2016（9）：22-24．

［3］李焕忠，李惠发，陈思，等.抚顺东露天矿边坡稳定性分析［J］．露天采矿技术，2009（2）：38-39．

［4］贾兰，宋子玲，梅斌.抚顺东露天矿排土工艺优化研究［J］．世界科技研究与发展，2011，33（1）：76-78．

［5］丁鑫品，王振伟，王俊，等.露天煤矿境界内地下采空区稳定性影响因素研究［J］．露天采矿技术，2016（9）：14-17．

［6］贺昌斌，常永刚，任利明，等.露天煤矿采空区火区若干安全问题研讨与实践［J］．露天采矿技术，2015（9）：76-78．

［7］卢树生.“三防”一体化保障凹陷式露天矿水害防治［J］露天采矿技术，2015（9）：85-87．

【责任编辑：陈 毓】

Research of south slope automobile transfer railway in Fushun East Open-pit Mine

XIA Shouliang,ZHAO Yingtuo
(East Open-pit Mine,Fushun Mining Group Co.,Ltd.,Fushun 113000,China)

The production process in Fushun East Open-pit Mine is divided into two kinds.The north slope oil shale ore adopts electric iron technology mining,and south slope adopts automotive technology for mining.As a result of the south slope geological structure,the mine designs and optimizes the existing production technology,and increases the progress of coal and rock,in order to ensure the sustainable development of the East Open-pit Mine.

open-pit mine;optimization technology;automobile transfer railway;efficiency

TD824

B

1671－9816（2017）03－0005－03

2016-12-09

夏寿亮（1969—），男，辽宁抚顺人，露采高级工程师，毕业于辽宁工程技术大学露天采矿专业，现任抚顺东露天矿生产技术科科长。

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.03.002

夏寿亮，赵英拓.抚顺东露天矿南帮汽转铁运输方案研究［J］.露天采矿技术，2017，32（3）：5-7.