胜利东二号露天矿南帮输煤带式输送机道布设方案比选

王守功

（内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司，内蒙古 锡林浩特026000）

随着胜利东二号露天煤矿采场的推进和降深，采剥运距、提升高度逐年增加，严重影响矿山的经济效益。单斗-卡车-半移动破碎站半连续开采工艺的应用和发展是改善深凹露天矿矿岩运输经济效益的重要途径。因此，研究胜利东二号露天矿的输煤胶带机道布设合理性，对提高露天矿山的采剥效率及能力，降低露天矿深部开采成本，具有重要意义。

1 矿山概况

胜利东二号露天矿位于胜利煤田中部，行政区划隶属锡林浩特市郊区宝力根苏木。矿权境界东西长7.3～8.0 km，南北宽6.1～6.3 km，面积49.63 km2，资源总量63.76 亿t；岩性为泥岩、砂岩，砂质泥岩等软岩。露天开采煤层为4#、5#、6#3 层煤，可采资源储量38.22 亿t，平均剥采比2.93 m3/t；开采深度平均450.4 m，煤层平均厚度100.14 m，聚煤中心区的煤层最厚达320.65 m。具有储量大、埋藏深、煤层、岩性软等特点，适合建设特大型露天煤矿[1]。

目前开采深度253 m，随着矿山工程向北、向西发展，开采深度、运距逐年增加[2]。受采场南帮滑坡因素影响，用于采煤的单斗-卡车-半固定系统未能按初步设计计划工程位置投入，目前采煤半固定破碎站只能布置在南帮地表1 032 m 水平使用，运距、提升高度较大，采煤成本较高，系统能力也不能满足二期30 Mt 产能要求。依据二期初步设计修编初步成果：下一步将避开滑坡区，继续向西向北推进，形成新的二期达产工程位置；为了提高南帮边坡稳定性，在南帮852 m 水平预留宽度为150 m 的煤柱，待内排后回采；采用单斗-卡车工艺、单斗-卡车-半固定工艺和单斗-自移式矿碎让半连续工艺相结合的方式进行采剥工程。结合露天矿的生产实际情况，考虑到各工艺系统之间布置的合理性[3]，用于采煤的单斗-卡车-半固定工艺将继续在南帮应用。结合胜利东二号露天煤矿采剥、内排工程发展及南帮煤柱回采等工程发展变化，针对采煤半连续系统布置进行优化设计研究，解决工艺系统布置的合理性、降低采煤成本、提高采煤效率及采煤半连续系统能力。

2 输煤带式输送机布设方案

根据采剥工程及内排工程发展变化，可充分利用南帮预留平台布置煤破碎站，以此为基础，结合地面输煤带式输送机布置方向及横采内排工程，提出2 种机道、布置方案。

2．1 方案1—沿着地面输煤带式输送机方向布置

此方案在采场南帮最终到界帮上由西向东直接形成带式输送机机道，机道宽度40 m，水平长度936 m，机道坡度10.89°。机道总工程量为32.49 万m3，其中挖方量28.51 万m3，填方量3.98 万m3，填方量主要集中在936 m 水平以下。机道布置方向与内排推进方向相对，但布设的胶带可与地面输煤胶带直接搭接，受南帮预留平台宽度影响，只能将2 台煤破碎站布置在852 m 水平，且靠近内排一侧，1 台破碎站布置地表。

布置在地表的煤破碎站与地表输煤带式输送机直接搭接，坑下输煤系统共有带式输送机5 台，运输能力为3 000 t/h。M201-1、M301-1 带式输送机布置在地表852～1 032 m 水平，直接与地面输煤带式输送机搭接，M201-2 带式输送机布置在852 m 水平与2#煤破碎站排料带式输送机搭接，M301-2、M301-3 带式输送机布置在852 m 水平，M301-3 带式输送机与3#煤破碎站排料带式输送机搭接。

2．2 方案2—沿采场及内排土场推进方向布置

此方案结合了目前南帮片帮变形区域治理方案，在此基础上由东向西形成带式输送机机道，机道宽度62 m，水平长度849 m，机道坡度11.58°。机道总工程量为38.25 万m3，全部为挖方量。机道布置方向与采场推进、内排推进方向相同[4]，与地面输煤带式输送机布置方向相对。可充分利用南帮清帮工程位置，将3 台煤破碎站全部布置在坑下，其中2 台布置在858 m 水平，且靠近工作帮，1 台破碎站布置在930 m水平。方案2 破碎站布置示意图如图1。

输煤系统共有带式输送机9 台，其运输能力为3 000 t/h。M101-1、M201-1、M301-1 带式输送机布置在地表1 032 m 水平，直接与地面输煤带式输送机搭接；M101-2、M201-2、M301-2 带式输送机布置在地表1 032 m 水平，分别与M101-1、M201-1、M301-1 带式输送机布置搭接；M101-3 带式输送机布置在930～1 320 m 水平，与1#煤破碎站排料带式输送机搭接，M201-3、M301-3 带式输送机布置在1 032 m 水平至858 m 水平，分别与2#、3#煤破碎站排料带式输送机搭接。

图1 方案2 破碎站布置示意图

3 方案比较

3．1 工程量和机道费用方面

2 个方案的机道参数都符合设计要求，方案1 M201-2 与2#煤破碎站排料胶带搭接角度48°，M301-2 与M301-3 搭接角度69°，都为锐角，运行时存在撒料现象，后续施工不便[5]；方案2 胶带搭接角度大于等于90°，搭接角度较合理，基本不存在撒料现象。方案1 仅需新购置2 619 m 胶带，方案2 新购置3 268 m 胶带，还要对4 349 m 的胶带进行切改，设备购置费用相对较差。带式输送机参数、工程量及机道对比见表1。

表1 机道参数、工程量及机道费用对比

3．2 机道安全稳定方面

1）方案1。既有挖方量又有填方量，填方量主要集中在936 m 水平以下，约占下部工程量50 %左右，需要进行固化，存在滑坡等不稳定因素。机道在南帮最终帮形成，对南帮边坡稳定影响不大。

2）方案2。全部为挖方量，带式输送机布置在实方边坡上，较稳定，同时机道布置在南帮清帮区域，此区域帮坡角较缓，稳定性系数比方案1 大。

3．3 节约成本方面

1）方案1。受南帮预留煤平台宽度的限制，靠近内排土场一侧只能布置2 台煤破碎站。同时受带式输送机布置方式影响，南帮不能进行外扩，只能将1台煤破碎站布置在地表，运至此破碎站的运距、提升高度仍然较高，成本未得到有效降低。

2）方案2。可充分利用南帮边坡治理清帮区域，将3 台煤破碎站全部布置在坑下，在煤平台布置的2 台破碎站靠近工作帮[6]，较方案1 节省运距约400 m；另1 台破碎站布置坑下930 m 水平，较方案1 节省运距约2 km，提升高度降低约102 m，有效降低了采煤成本[7]。

3．4 对采剥工程及内排工程影响方面

1）方案1。机道布置与煤柱回采、内排工程方向相对，移设周期短，横采内排工程一开始就需要移设破碎站，初期移设周期为5 年，横采内排开始后移设周期为3～4 年，对于埋藏深的露天矿移设周期较短，不利于横采内排工程的连续开展[8]。

2）方案2。机道布置与煤柱回采、内排工程方向相同，移设周期长，初期移设周期为10 年，横采内排开始后移设周期为6 年，有利于横采内排工程的连续开展。

4 结 语

1）方案1 虽然带式输送机采购及机道施工的费用相对较低，但从带式输送机布设参数合理性、机道的安全稳定性、降低采煤成本及对南帮煤柱回采及内排工程影响等方面考虑，建议采用方案2。此方案优势如下：①带式输送机搭接角度更合理，符合生产实际要求；②全部为挖方，布置在实方边坡上，布置区域帮坡角缓，有利于机道的安全稳定；③可将煤破碎站全部布置在坑下，采煤成本低；④移设周期长，有利于南帮的横采内排工程连续进行。

2）针对露天矿的带式输送机布设提出如下建议：①尽量采用外部沟布置，将机道布置在实方边坡上，保障机道的稳定性；②针对埋藏的露天矿，可通过破碎站的移设及增加局部胶带长度，保障卡车运输部分的经济合理性，尽量避免机道的频繁移设，提高机道服务年限，保障采剥工程的连续性；③机道的布设方向尽量与内排工程、采剥工程的推进方向一致，破碎站的布设尽量靠近工作帮。