拉铲倒堆开采工艺优化系统在露天煤矿的应用

介绍了拉铲倒堆开采工艺优化系统功能和优化方法。以黑岱沟露天煤矿为应用实例,利用该系统对设计院提出的推荐方案(即剥离台阶宽度为60 m,台阶高度45 m)进行优化研究,并与设计院设计结果进行对比分析,优化研究结果表明,总费用比设计院减少377万元,拉铲斗容减小2.3 m3,臂长缩短7.3 m,该系统可靠实用,可作为拉铲倒堆开采工艺系统优化的决策支持工具。

拉铲倒堆开采工艺推土机降段高度优化

针对我国露天煤矿地质赋存特点,提出露天煤矿上部剥离物和煤层采用某些开采工艺,最下部煤层上部的剥离物部分或者全部采用拉铲倒堆开采工艺。采用拉铲倒堆开采工艺时,倒堆剥离台阶采用抛掷爆破方式,将一部分剥离物直接抛掷到内排土场;然后配备大功率的推土机扩展平台,降低倒堆台阶高度;最后由拉铲将剩余的剥离物直接倒排至采空区。在抛掷爆破条件下,得到了推土机的推土距离与倒堆台阶宽度和推土机降段高度的近似关系。以年作业总费用最小为优化目标,提出了拉铲倒堆开采工艺推土机降段高度的优化模型。

拉铲倒堆开采工艺优化系统及其应用

为了对露天煤矿拉铲倒堆开采工艺系统进行优化,开发了拉铲倒堆开采工艺优化系统(OSDST)。以SL露天煤矿为应用实例,采用OSDST对SY设计院提出的3个开采方案进行了优化研究。结果表明,方案Ⅱ的优化结果优于其它两个方案,推荐为该矿拉铲倒堆开采作业方案。即倒堆剥离台阶高度45m,采掘带宽度60m,采用抛掷爆破,两台D10R580HP推土机降段16m,拉铲采用作业半径91.7m、勺斗容积72.7m3的1570WS型拉铲,年剥离台阶实体总量为17.2Mm3。通过与SY设计院方案综合对比,方案Ⅱ的优化结果总费用减少751.2万元,拉铲斗容减小10.7m3,臂长缩短14.3m,验证了OSDST系统的可靠性和实用性。

拉铲倒堆开采工艺拉铲臂长和斗容的优化模型

根据我国露天煤矿地质赋存特点,提出了拉铲倒堆开采工艺的联合作业方式,即露天煤矿上部剥离物和煤层采用某些开采工艺,最下部煤层上部的剥离物部分或者全部采用拉铲倒堆开采工艺。采用拉铲倒堆开采工艺时,倒堆剥离台阶采用抛掷爆破方式,将一部分剥离物直接抛掷到内排土场;然后,配备大功率的推土机扩展平台,降低倒堆台阶高度;最后,由拉铲将剩余的剥离物直接倒排至采空区。在爆堆形状一定、推土机降段高度一定时,综合考虑拉铲制造价格和剥离工程量等因素,提出了长臂小斗和短臂大斗两种拉铲设备选型方案,提出了拉铲臂长和斗容的优化模型。

拉铲倒堆开采工艺优化系统的设计与实现

拉铲倒堆开采工艺优化涉及因素众多。目前,优化工作主要在AutoCAD中手工模拟,其缺点是计算精度低、参选方案少、设计周期长、难以做出优化选择。根据我国露天煤矿地质赋存特点,采用Microsoft公司的Visual Basic 6.0程序设计语言、Access 2003数据库,并集成了Microsoft Excel2003和AutoCAD 2004等软件,开发了"拉铲倒堆开采工艺优化系统"。该系统的开发,既可以加强我国对拉铲倒堆开采工艺的研究,又可为工程设计提供可视化的决策支持工具。

综合开采工艺下运煤通道的设置

黑岱沟露天煤矿采用综合开采工艺,在煤层顶板上部岩石(40 m)采用拉斗铲倒堆开采工艺,煤层采用单斗—卡车—半固定破碎站—带式输送半连续开采工艺,上部拉斗铲倒堆开采工艺对下部运煤通道布置相互制约。根据黑岱沟露天煤矿的具体条件,提出了8种可行的运煤通道设置方式,分别对其进行了优缺点分析,给出了黑岱沟露天煤矿中部沟运煤方案、端帮单沟运煤方案、端帮双沟运煤方案,并对其优选。

大型露天煤矿拉铲开采工艺参数的计算方法

根据我国露天煤矿地质赋存特点,提出了拉铲倒堆开采工艺的联合作业方式,即露天煤矿上部剥离物和煤层采用某些开采工艺,最下部煤层上部的剥离物部分或者全部采用拉铲倒堆开采工艺。采用拉铲倒堆开采工艺时,倒堆剥离台阶采用抛掷爆破方式,将一部分剥离物直接抛掷到内排土场;然后配备大功率的推土机扩展平台,降低倒堆台阶高度;最后由拉铲将剩余的剥离物直接倒排至采空区。分析了露天煤矿拉铲开采工艺主要开采参数的确定原则,给出了主要参数的计算方法。