矿业开发的生态影响评价指标体系

论文结合矿业开发对区域生态环境影响的特点,提出了进行矿业开发生态影响评价的重要性。研究重点从宏观和微观两个层面考虑,建立了由目标层、准则层、指标层构成的3层矿业开发生态影响评价指标体系。

露天矿应用拉斗铲倒堆工艺影响因素分析

论文从技术、经济、社会、环境等方面综合分析了影响拉斗铲无运输倒堆工艺在我国应用的各种因素,通过综合分析认为,我国已经具备了应用拉斗铲倒堆工艺建设大型高产高效露天煤矿的条件,其主要限制因素为资源条件的复杂性和操作管理经验的缺乏。该项研究将对拉斗铲无运输倒堆工艺在我国露天煤矿的应用起到促进作用。

露天矿间断工艺车铲匹配优化研究

提出以系统效率最高确定的勺容比作为电铲与卡车选型优化的基本准则,以总生产成本最低作为设备选型优化目标的单斗—卡车匹配综合优化新方法;给出以电铲与卡车单位生产能力折旧费用之比作为两者权重之比,通过电铲作业时间利用率、卡车载重利用率和卡车作业时间利用率来确定系统效率的计算方法。以黑岱沟露天煤矿的具体条件为基础进行了实例研究,得出不同物料性质采用不同型号电铲的优化的组合方案。

大型露天煤矿他移式破碎站半连续工艺系统优化与应用研究

从我国大型露天煤矿应用他移式破碎站半连续工艺的需要出发,综合运用露天采矿学原理、采矿系统工程、技术经济学和计算机技术等方法,通过调查研究、理论分析和现场工程实践,对露天矿破碎设备选择与结构优化、布置与移设及剥离半连续工艺的应用等内容展开深入研究。论文在总结前人研究成果的基础上,首先对破碎站的分类和各种形式破碎站的概念进行了梳理,以露天矿效益最大化为目标建立了破碎设备二级综合优选模型,并根据剥离半连续工艺应用需要分析了适用于高含水率、易粘结物料的破碎机类型。论文提出了破碎站模块化的观点,以提高设备的布置灵活性、可靠性和国产化率,改善作业环境;并在此基础上建立了受料仓结构参数优化模型。借鉴单斗—卡车工艺车铲匹配研究成果,分析了他移式破碎站半连续工艺下卡车运输的特点,以系统生产成本最低为目标建立了卡车优化模型。根据他移式破碎站布置于露天矿采场内的特点,分析了影响破碎站布置的因素,建立了破碎站位置优化模型与移设优化模型;并通过引入运距增加系数k考虑了下部台阶半连续工艺系统布置对上部台阶运输的影响。根据露天矿剥离应用半连续工艺的需要和他移式破碎站的特点,建立了露天矿半连续工艺服务范围模型、组合台阶开采模型和采掘带宽度优化模型,为剥离半连续工艺系统服务范围和开采参数的确定提供了依据。为适应山坡排土场条件下剥离半连续工艺应用的需要,分析了间断—连续—间断型半连续工艺的环节构成、适用范围和经济效益;为提高露天矿现有带式输送机运输系统的能力利用率,提出了轮斗挖掘机与破碎站共用一套运输系统的联合工艺,并对4种布置方式进行了对比分析。论文通过实例研究对所建立模型的实用性进行了验证。

露天煤矿中间搭桥适用条件与关键参数的确定

为能科学地确定中间搭桥的适用条件和计算参数,建立了各台阶的内排运距计算模型;提出适合中间搭桥的露天矿在工作线长度、煤层赋存条件以及工艺系统方面须具备的基本条件;以搭桥内排运费不大于双环内排运费建立了优化不等式,得出中间搭桥的合理服务高度;按照道路设计规范计算中间搭桥的单向车道数,从而确定中间搭桥的合理宽度。以安家岭露天煤矿为例,得出:该矿的开采条件完全适合应用中间搭桥,其合理的服务水平为高出桥面45 m,单向行驶时桥面合理宽度为14.7 m,双向行驶时桥面合理宽度为25.1 m。

厚覆盖层下拉斗铲剥离与半连续采煤系统的可靠性

针对拉斗铲倒堆工艺开采的特殊性,将拉斗铲倒堆剥离、坑底存煤和半连续采煤环节看作一个系统,根据露天煤矿的采煤强度要求,利用拉斗铲维修时间分布规律,得到坑底的最小存煤量计算公式,建立系统可靠性模型,分析出系统所处的5种状态以及其相互转化的规律,得到转移矩阵和有效度.通过对神华准格尔能源有限公司黑岱沟露天煤矿的实例研究表明:坑底存煤量取决于拉斗铲的平均维修时间,坑底存煤对于保证拉斗铲倒堆剥离工艺下采煤作业稳定具有重要的意义.同时,提高拉斗铲的维修率是提高系统可靠性最重要的途径.

节地减损开采模式下边坡结构及应力发展规律

为了实现节地减损开采技术在露天矿的安全应用,对开采过程中的边坡结构、岩体应力状态和稳定性进行分析,揭示开采程序和参数与边坡应力分布和稳定性的耦合规律。采用剖面法阐述了适用于扩建和新建露天矿的2种节地减损开采技术方案;分析了边坡内部的应力类型,建立了降段或靠帮开采造成的不平衡应力分异模型及其诱发的边坡牵引式渐进破坏模型。以蒙东地区露天矿采场端帮的形成和发展过程为依据建立了三维模型,并设定模拟条件如下:采场深度从0降段至300 m,每次降段50 m;端帮角度从37°线性提高至45°,每次提高2°;内排土场从0回填至300 m,每次回填50 m。分析得到开挖降段和靠帮开采过程中自重应力和水平应力变化规律以及开挖降段和内排回填过程中的端帮边坡稳定系数变化规律。根据矿山的设备生产能力和采剥工程量,计算出开挖降段、靠帮开采所需的工程时间,通过回归分析得到自重和水平应力随时间的变化规律,以及时效稳定性的变化规律。研究结果表明:开挖降段过程中,自重和水平应力分别下降了1.6和5.6 MPa,端帮边坡稳定系数从2.23下降到0.83;靠帮开采过程中,自重和水平应力分别提高了0.5和9.4 MPa;内排回填过程中,端帮稳定系数从0.83提高到1.87。自重应力和水平应力均呈现以采场中心线为轴的对称结构,在采场范围内,自重应力呈拱形结构,水平应力呈“楔形”结构;随着开挖降段深度或端帮边坡角度的增大,自重应力拱顶曲率和水平应力楔形曲率均不断减小。自重和水平应力的峰值随开挖深度的增大呈二次函数下降,随开挖时间的增加均呈线性规律下降,随端帮边坡角度的增大呈二次函数规律增大。端帮稳定系数随开挖降段深度的增加呈负指数降低,随时间的增长呈二次函数规律下降;端帮的稳定系数随内排回填高度、时间均呈现指数的增长规律。

大型近水平露天煤矿内排压帮高度研究

为了实现大型近水平露天煤矿压帮内排经济效益的最优化,运用露天采矿学的基本原理,根据近水平露天煤矿内排端帮单双环运输的特点,建立了以内排压帮高度为基本变量的最佳经济效益的数学模型,得出了压帮内排的效益公式是关于压帮高度的三次函数,根据其具有两个极值点的特性,推导出了最佳压帮高度计算公式,同时分析了影响最佳内排压帮高度的因素。结果表明:在近水平露天煤矿实现压帮内排,开采深度、坑底宽度和端帮边坡角对最佳压帮高度影响较大,同时,随着露天矿覆盖物厚度和煤层厚度的变化,需要考虑矿山的实际情况调整最佳压帮高度。

露天煤矿拉斗铲作业对煤层厚度变化影响

为了使拉斗铲能够更好的适应煤层变化,采用灰色系统预测模型和时间序列理论对露天煤矿生产期拉斗铲年剥离量和生产计划量进行预测,通过对比分析,建立了拉斗铲生产时期的适应性研究的数学模型及流程图,得出了调整拉斗铲作业参数的临界煤层厚度,结果表明煤层厚度的变化对拉斗铲的作业有重要的影响,为适应煤层厚度变化而修正拉斗铲作业参数和矿山露天煤矿生产进度计划的编制提供了具体的分析方法和理论依据。

地下转露天开采的采空区危害与探测技术探讨

为保证地下转露天开采顺利实施,文章进行了地下采空区危害与探测技术分析。从便于探测和处理的角度出发对地下开采形成的采空区进行了按成因分类。分析认为采空区对露天生产的危害主要体现在经济效益下降、生产接续困难、威胁生产安全和增加穿爆工作难度四个方面。地球物理方法是较为实用的采空区探测方法,其中高密度电法是现阶段实践证明最有效的单一探测方法;而机械探测法适用于疑似采空区的确认。

露天煤矿温室气体排放计算方法

在对露天煤矿的温室气体排放源构成进行全面分析的基础上,建立了相应的碳排放计量模型。研究表明,露天煤矿的温室气体源包括电耗带来的间接排放、燃料燃烧与爆破的直接排放、开采过程中的CH4溢散、煤炭与煤矸石氧化产生的温室气体溢散和矿山开采扰动导致的矿区碳固定能力的变化。在此基础上,参考IPCC温室气体计算指南给出了各排放源的碳排放的计量方法,建立了露天矿碳排放的计量模型。以小龙潭矿务局布沼坝露天煤矿生产条件为基础进行实例研究,计算得该露天矿2008年温室气体排放量为122 351.19 t。

白音华露天煤矿合理开采规模和工艺研究

为确定合理的开采规模,对两坑方案和一坑方案进行了对比.两坑方案为二号和三号露天矿分别开采,能力分别为15 Mt/a和14 Mt/a;一坑方案为两矿合并开采,能力为29 Mt/a.结果表明,露天矿的合理开采规模为29 Mt/a.半连续工艺和拉斗铲工艺在技术上对露天矿都适合.经济指标的对比表明,露天矿宜采用由拉斗铲无运输倒堆工艺与半连续工艺组成的综合开采工艺,即采场上部剥离采用单斗电铲与自移式破碎机的半连续工艺,中部剥离采用拉斗铲无运输倒堆工艺,下部采煤采用由电铲、卡车、破碎机和地下带式输送机构成的半连续工艺.

煤层厚度变化下拉斗铲生产可靠性分析

本文基于大量现场钻孔资料,以减小煤层厚度为区域化变量的影响,采用数理统计的方法对煤层的平均厚度进行区间估计,并将拉斗铲生产能力作为变量,给出煤层厚度变化下拉斗铲生产可靠性的概念,建立了拉斗铲-煤层厚度的机-自然可靠性模型,同时定义了可靠度的计算公式,为研究拉斗铲-煤层条件可靠性提供了一种有效的方法,为拉斗铲选型提供了可靠性分析理论的依据。

495HR电铲不同铲斗容积生产能力分析

从勺容比、装车周期、电铲生产能力等方面分析了哈尔乌素露天煤矿495HR电铲原配置60.4 m3铲斗存在的问题和应用52.8 m3铲斗的效果,认为小铲斗更为合理。理论分析表明,与MT5500卡车匹配,52.8 m3铲斗更为合理,其小时技术生产能力和实际生产能力仅分别降低1.0%和3.4%;生产实践表明,采用52.8 m3铲斗可缩短装载周期6.2%,实际小时生产能力仅降低3.6%。由于改进了开斗机构,降低了铲斗1次装载量,使电铲开斗机构的故障次数和故障时间分别减少70%和77%,月能力增大了4.4%。

复合煤层条件下拉斗铲作业方式优化研究

对复合煤层条件下的拉斗铲作业方式进行了总结与评述,依据拉斗铲数量和夹矸层剥离方式不同分为单铲逐层倒堆剥离、夹矸层辅助设备剥离、双铲联合倒堆剥离3类.研究分析了各种作业方式的适用条件,提出评价拉斗铲倒堆剥离作业方式的4项优选指标:辅助设备年总工程量及平均移运距离、拉斗铲年有效工程量、拉斗铲再倒堆工程量和选用的拉斗铲规格,通过优选指标计算和方案对比可确定具体埋藏条件下的拉斗铲最佳作业方式.以某个露天煤矿的具体煤层赋存条件为例,对复合煤层条件下的拉斗铲作业方式进行了研究,通过优选指标评价和经济效益分析,认为采用单铲逐层倒堆剥离方案最优.

基于极限平衡理论的边坡稳定评价方法

综合分析了影响露天矿边坡稳定性的主要因素,通过对3种基于极限平衡理论(Limit-Equilibrium)的边坡稳定分析软件在岩土质边坡稳定性分析中的实际操作,表明用BishopGS法计算得到的安全系数在大多数情况下较稳定。工程技术人员应结合矿情,科学有效地确定露天矿边坡的最佳许用安全系数。

露天煤矿能源消耗引致温室气体排放计量模型建构

论文主要研究了露天矿能源消耗引致的温室气体排放的计量方法,运用全生命周期法沿着煤电链建立了煤电能源链的碳排放量计算总模型和各环节的子计量模型,通过模型可以计算得出我国燃煤电厂单位发电量引致的温室气体的总排放量;基于露天矿消耗燃料不同途径碳排放系数的差异性,建立了包含各种燃料用途的温室气体排放计量模型,模型具体到每一台设备特定的运行环境和特定的运行状态,将两个计算模型叠加起来计算出露天矿能源消耗的温室气体年排放量。

自移式破碎机半连续工艺在平朔东露天矿的应用前景

论文针对平朔东露天矿开发需要,分析了自移式破碎机半连续工艺在该矿应用的可行性与经济效益。随着露天矿逐步向深大发展,单斗-卡车工艺逐渐显现出成本高、容易受燃油供应影响等缺点,结合平朔东露天矿区特点,自移式破碎机半连续工艺所具有的效率高、成本低、污染排放少等优势能较好解决这一问题。根据资源赋存条件和开发规模,研究认为东露天矿半连续工艺应采用PH4100XP系列单斗挖掘机匹配生产能力8000t/h的自移式破碎机;经济评价结果表明,东露天矿4煤顶板以上岩石剥离台阶采用自移式破碎机半连续工艺可节省运营费用2000万元/a。

浅析双侧折返入换装车法对电铲效率的影响

对特大型露天矿双侧折返入换装车形式及装车时间进行了研究。并以哈尔乌素露天煤矿为例,分析了双侧装车的实际效率,结果表明,双侧装车待装时间、装车时间均比单侧装车减少,使双侧装车电铲效率比单侧装车提高了23.38%。

析地下转露天开采适用的资源条件

基于露天开采具有的优势,分析了地下转露天开采适用的资源条件。与地下开采相比,露天开采具有资源回收率高,生产能力大,成本低,作业安全,环境好等优势。资源回采率要求、安全条件要求、经济效益要求和资源复采是实施地下转露天开采的原因;其中产量规模扩大、露天开采成本降低、矿石价格提高和边界品位下降带来的剥采比降低是促使地下转露天开采经济效益提升的主要原因;而采用露天方式对已经开采过的资源进行复采可充分回收地下开采剩余的资源价值,主要包括矿柱回收、充填物回采和破坏资源的露天开发3种形式。