基于AHP-TOPSIS方法的薛家湾—龙口镇露天煤矿大型排土场生态修复效果评价

排土场修复是矿山生态修复取得突破性进展和显著成效的关键之一。为进一步优选排土场生态修复技术组合,支撑矿山生态修复和绿色矿山建设,以薛家湾—龙口镇露天煤矿5个不同修复技术组合排土场板块为研究对象,选取生态效益和经济效益2类9个评价指标,运用层次分析(analytic hierarchy process,AHP)法和优劣解距离(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)法构建排土场生态修复效果综合评价模型,确定最终权重并进行综合评价。研究区排土场修复最优解决方案为:工程措施采用平整覆土+挡水围堰+坡面整形+条播技术;植被措施采用柳树+沙打旺+草木犀+苜蓿+冰草+老芒麦。研究表明,在矿山生态修复效果的成效评价中,使用定性加定量的评价方法,能更好地反映出生态修复效果,可为科学评价生态修复效果提供支撑。

基于MineSched的卡车燃油消耗预测模型构建及应用

纳米比亚某露天矿年度采矿生产燃油消耗成本高达数亿元,卡车燃油消耗占总油耗约50%,是整个采矿生产燃油消耗成本的主要组成部分。然而,该矿山因缺乏合适的燃油消耗预测模型,无法准确预测因优化生产和排土次序带来的经济效益,且油耗阶段性预算与实际消耗偏差较大,无法满足矿山生产精细化管理要求。为解决该矿山卡车燃油消耗预测难题,以优化采矿生产和指导卡车运输管理,降低卡车燃油消耗,实现降本增效,通过MineSched排产软件,结合相应的年度排产计划方案,并利用Haulage模块功能模拟卡车实际运输路线,以相应采坑、排土场地表作为约束条件,精准匹配实际开采位置和排土范围,从而获得不同道路坡度下运输物料的运输功。再结合设备厂家所提供的卡车发动机小时油耗计算表、矿山实测卡车在不同运输状态下的平均速度,以及卡车重载、空载等信息,将发动机小时油耗转换为卡车的吨公里油耗,以此构建出高精度的卡车燃油消耗预测模型。根据模型预测结果与历年实际油耗数据进行对比迭代,修正燃油消耗预测模型。利用该模型进行了抽样预测历史油耗、计算优化排土区域及次序经济效益、滚动预测卡车油耗、开展卡车油耗差异化原因分析等。结果表明:模型预测的燃油消耗与实际油耗的平均偏差控制在4%以内,模型精度高;通过优化排土场分区、排土次序和运输路径,计算出矿山全生命周期内可节约柴油消耗量约3832万L,节约燃油成本约3亿元;基于模型建立了卡车的年、季、月燃油消耗预算体系,据此分析卡车阶段性油耗差异化原因,滚动优化和降低生产油耗,可为矿山采矿生产精细化管理提供支持。

西湾露天煤矿采区转向方案研究

采区接续转向方式不仅影响露天煤矿生产稳定及剥采比均衡,而且是影响露天煤矿生产组织管理及生产成本的重要因素。国家能源集团陕西神延煤炭有限责任公司西湾露天煤矿(以下简称“西湾露天煤矿”)面临着首采区开采到界及产能核增的生产影响,为了解决由此产生的生产接续及采区转向问题,基于西湾露天煤矿开采条件与开发现状,在西湾露天煤矿优化原采区划分的基础上提出采区划分及重新拉沟、扇形转向、L型推进3种转向方案,对比分析了各种采区转向方案生产能力、均衡剥采比、排土规划等方面的影响,并综合优选最佳采区转向方案。研究结果表明,L型推进方案均衡期数最少,重新拉沟方案剥采比极小值最小,扇形转向方案平均剥采比最小;在农田征地且方家畔尾坑可利用排土时,推荐采用重新拉沟方案,在首采区农田征地问题不能解决时,建议采取L型推进方案。

红沙泉露天矿工作帮陡帮开采方案研究

工作帮坡角大小直接影响剥离量和生产剥采比的大小,增大工作帮坡角可以减少超前剥离量,降低生产剥采比,节省运距,降低生产成本。但在提高工作帮坡角的同时,需要注意露天矿“二量”,保证露天矿能够持续稳定地生产。以红沙泉露天煤矿为工程背景,研究工作帮坡角与超前剥离量、生产剥采比的变化关系,并结合现场生产实际条件,提出实现工作帮陡帮开采方案。结果表明:工作帮坡角每增加2°,减少超前剥离量4.84 Mm^(3),生产剥采比降低0.22 m^(3)/t;确定将剥离台阶两两组合时,工作帮坡角提高至12°,生产剥采比可降低至2.7 m^(3)/t,同时保证露天矿“二量”要求。

大开洞竖向半逆作法在超大深基坑工程中的应用

传统逆作法施工存在出土困难、施工控制难、施工空间狭小、造价高等缺陷,制约了其发展和工程应用。针对以上问题,提出了在竖向空间上顺作法和逆作法相结合的大开洞竖向半逆作,结合跃层逆作,可极大地扩展逆作法地下施工期间平面开洞空间和竖向施工空间,从而提高施工效率,从根本上解决了传统逆作法的固有缺陷。本文结合大开洞竖向半逆作法在天津某深基坑工程中的成功应用,探讨了其施工工艺及其在实际工程中的关键技术,阐述了大开洞竖向半逆作法竖向顺逆结合的设计理念,分析了相关施工优势,通过工程实例验证了该方法的合理性和优越性,从而为超大深基坑的设计和施工提供了借鉴。

基于AHP-FCE的露天矿山作业环境安全评价模型

为了科学地评价露天矿山作业环境,建立矿山作业环境的多级模糊层次分析模型,该模型分为4个一级指标和19个二级指标项.采用层次分析法(AHP)和多级模糊综合评判(FCE)相结合的综合评判方法对国内某露天矿山作业环境进行综合安全评价.研究表明,层次分析法与模糊综合评价相结合进行露天矿山作业环境安全综合评价可以为矿山的危害辨识、安全管理提供科学参考及决策依据.

季节性剥离露天煤矿工作帮形态动态控制及推进强度优化

季节性剥离露天煤矿由于剥离工程的不连续性使得工作帮超前推进距离巨大,为了减小超前剥离、节省剥离运距,从季节性剥离露天煤矿工作帮形态动态控制、工作帮极限推进强度优化确定进行研究。阐述了季节性剥离露天煤矿工作帮形态及作业程序,分析了工作帮形态及推进强度影响因素。根据季节性剥离露天煤矿工作帮结构形式和采剥作业方式,建立了工作帮形态优化工程模型,论述了工作帮循环推进距离与作业平盘宽度和采场露煤方式的关系;计算了组合台阶循环推进工程量和分层设备生产能力,给出了工作帮循环推进时间以及端帮运输系统可靠性计算方法。以最小化剥离物运输功为优化目标、剥采工程时空接续为约束条件建立了季节性剥离露天煤矿工作帮形态优化数学模型并引入序列二次规划算法(SQP)进行非线性规划求解。提出通过确定剥离台阶组合方式和作业平盘宽度实现季节性剥离露天煤矿工作帮形态动态控制的方法、剥离工作帮极限推进度优化确定方法。以胜利西二号露天煤矿为工程背景,将上述优化控制方法进行应用研究,通过建立剥离工作帮形态优化模型并将西二露天矿实际参数代入进行计算求解。结果表明:当组合台阶中台阶数目为5、作业平盘宽度为89 m时,工作帮推进满足剥采工程时空接续要求,且剥离物运输功最小。该形态下工作帮极限推进度为320 m/a,分析确定了台阶组合方式及循环推进距离变化时工作帮极限推进强度变化规律。

露天煤矿工作帮过断层参数控制方法

大型露天煤矿在开采境界内常会遇到发育范围、发育程度不同的断层构造。为了对露天煤矿工作帮过断层相关参数进行优化确定,分析了采剥工作线与断层走向相对位置不同时工作帮过断层方式及工作线长度变化情况,确定了断层影响区域煤炭资源回收原则,阐述了工作线与断层走向相交时工作帮推进过程中生产剥采比变化的影响因素。依据露天开采基本原理,建立了工作帮相交断层走向布置工程模型,论述了工作线的组成并给出工作线长度计算方法。构建了以工作线布置方向、工作帮推进方向为轴的三维空间直角坐标系,计算了各工程模型的断面剥离量和原煤量,确定了采煤工作线长度、工作线与断层走向夹角、工作帮推进距离和生产剥采比之间的函数关系。采用控制变量手段分析生产剥采比变化规律,结果显示:采剥工作线与断层走向正交时初始生产剥采比与断层下降盘工作线长度呈正相关关系;工作帮斜交断层走向推进时,初始生产剥采比与断层上升盘工作线长度、工作线与断层走向夹角呈负相关关系,且工作线与断层走向夹角越小,生产剥采比变化越剧烈。给出了露天煤矿工作帮过断层参数优化原则,提出了利用计算机程序循环判断确定参数的方法。以胜利西二号煤矿为工程背景,将上述优化原则及确定方法进行应用研究。结果表明:工作线与断层走向夹角70°,初始下盘采煤工作线长度为1700 m时,工作帮在F13断层区域推进过程中生产剥采比小于经济合理剥采比,工作线长度始终满足设备作业、走行、调配所需的最小工作线长度要求,且东帮扩帮工程量最小。

修武县七贤镇废弃露天矿山主要地质环境问题及其治理技术

为了修复矿山生态环境,减轻地质灾害及其影响,提高耕地质量和产出效益,增强农用地抵御自然灾害的能力,以修武县七贤镇废弃露天矿山为例,分析其主要地质环境问题为废弃矿渣随意堆放、山体破损、地形地貌景观严重破坏等。基于此,提出了废弃建筑物拆除工程、渣堆及危岩清除工程、场地整理工程、挡土墙工程、覆碎石、土工程、道路工程、截排水工程、绿化工程、养护工程等技术手段。研究有效改善了治理区地貌,提升了植被覆盖及其生态系统与周边生态系统协调性。

平朔东露天矿陡帮开采实践研究

为了增加平朔东露天矿露煤量,保证生产接续正常,通过研究工作帮组合台阶开采技术、南北两端帮陡帮开采技术、排土场陡帮排弃技术、煤岩台阶预裂孔控制爆破技术等陡帮开采技术应用的可行性,得出工作帮在电铲产量一定情况下,以最小的工作帮坡角、端帮角出露计划煤量,可减少生产剥采比、缩短物料运距,实现提高资源回收率、提升经济效益、增强企业竞争力目标。结果表明:陡帮开采技术可以实现露天矿紧凑型开采,实现端帮资源最大化采出。

智能卡车调度系统在塞尔维亚波尔市VK露天矿的运用

塞尔维亚波尔市Veliki Krivelj矿(简称VK矿)是塞尔维亚境内规模最大的露天铜矿山,经历了43年的开采历史,采用多台阶陡帮开采工艺,设备大型化作业。矿山开采过程中采剥设备与运输设备信息传输不及时,生产过程中迟滞现象明显,为了提升生产效率,降低生产成本,VK矿引进了智能卡车调度系统。论述了智能卡车调度系统的原理和主要功能,分析了智能卡车调度系统在VK矿的应用情况、存在的问题和进一步提升的空间,表明智能卡车调度系统是采用计算机技术、无线通讯技术与GPS技术等相结合,实现采剥设备与运输设备的实时定位、实时调度、智能调度,同时包含了车辆防碰撞预警、自动报表等功能。智能卡车调度系统在VK矿运用过程中,存在着运行轨迹丢失、报表准确性不足等问题,可以通过进一步增强信号措施进行解决。同时,智能卡车调度系统还可进一步提升智能配矿系统、高精度挖机系统与高精度钻机系统等功能。智能卡车调度系统投入使用后,VK矿设备出勤率提升了6.8个百分点,显著地提升了作业效率,降低了油耗,节省了成本。智能化是当前世界采矿的前沿与趋势,作为塞尔维亚境内第一家引进、采用智能卡车调度系统的露天矿山,VK矿在智能化卡车调度、设备大型化作业等方面打造了行业的标杆,还将响应国家“一带一路”倡议,树立与欧洲国家智慧数字矿山合作的典范。

露天矿自卸卡车效率分析

根据露天矿630E和SF3102矿用自卸卡车的主要技术性能参数、实动率和内外故障率数据变化趋势来分析卡车的效率,并用台车年运输功来评价卡车的运输效率。定性和定量地分析了以上5个指标的异同原因和应采取的措施。可以使矿山管理者更好地掌握卡车运行规律,为以后新建地质条件相似的露天矿选择运输卡车提供参考。

安家岭露天煤矿扩帮工作线长度优化

为确定安家岭露天煤矿经济合理的扩帮工作线长度,采用3Dmine矿业工程软件建立了三维矿床地质和采矿模型,选取了首采区扩帮后5工作线长度方案,每个方案设置17个工程位置进行模拟开采,计算得到不同工作线长度下的煤岩量、剥采比和运距等数据指标,进而对不同开采方案进行技术经济比选和优化,以确定经济合理的工作线长度方案.研究结果表明:安家岭露天煤矿扩帮后的经济合理工作线长度为1 500 m.

台阶高度与矿岩运输功含量的关系

本文分析了汽车运输露天矿矿岩运距的构成并给出了计算方法,论述了矿岩平均运输功含量及其与台阶高度的关系。研究结果表明,随着台阶高度的增加,采出矿岩平均运输功含量呈下降趋势。增加台阶高度对于降低采矿成本是有益的。

深凹露天转地下开采地压宏观调查及巷道变形规律分析

以大冶铁矿东采车间深凹露天转地下开采为工程背景,考虑到采场地压显现的特殊性和巷道变形规律的复杂性,分别采用现场宏观调查、围岩松动圈测试、多点位移计监测和采动应力监测等手段,对露天转地下开采过程中采场地压显现的宏观特征和采准巷道变形规律开展了较为系统的研究,取得的主要结论对确定采准巷道喷锚网支护参数和优化回采顺序具有重要指导意义,对类似矿山具有参考价值。

某现代化露天煤矿作业环境及工人健康状况调查

目的探讨现代化露天煤矿作业环境及对作业人员健康的影响.方法收集某现代化露天煤矿2001～2002年粉尘、噪声测定资料及测量振动强度.对接触粉尘、噪声、振动及其他有害因素人员进行健康检查,并以该矿非接触职业病危害因素的人员为对照.结果作业环境粉尘浓度超过国家相应的卫生标准的占88.6%,游离SiO2含量岩尘为24.0%,煤尘为6.1%;振动强度较小,45.5%的测定点噪声平均强度超过85 dB(A).作业人群呼吸系统疾病患病率粉尘组为10.0%,噪声组为23.6%,振动组为23.5%,对照组为0.6%,各有害因素接触组患病率与对照组比较,差异均有显著性(P＜0.01), 且随着接触工龄的增加而增高;作业人群尘肺患病率为0.15%,振动组胃疾患患病率(4.6%)高于对照组(0.6%).随着接触振动、噪声工龄的延长,高血压患病率明显增加,而对照组则增加不明显.结论现代化露天采煤作业环境职业病危害特点是粉尘、噪声和振动常同时存在;作业人群呼吸系统疾病、胃疾患、高血压患病率增加,尘肺患病率较低.

抛石挤淤法在排土场基底处理中的应用

论文将抛石挤淤方法首次应用于露天矿工程,采用能量守恒原理和功能互相转化原理分析抛石挤淤方法在阴湾排土场积水坑中的挤淤深度,利用数值模拟分析抛石挤淤的过程和作用范围以及挤淤深度,理论计算和数值模拟互相补充。按照该研究成果施工后半年多内,期间伴随大降雨,该区域现场未发现不稳定迹象,表明该方法科学可行,成果可靠。

露天矿设计理论的新发展

指出露天矿剥采计划现有两类优化理论——均衡类和效益类的缺陷 ,前者忽视矿山的效益 ,后者忽视生产的稳定和剥离“洪峰”的削减 .经多年探索 ,提出了“剥离运输功均衡法”,将矿山生产的两大主要因素——剥采比和剥离运距结合起来 .实例证明 ,它优于现有的两类理论 ,特点是拓宽了均衡途径 ,求得生产稳定而付出的代价较小 。

露天深孔爆破处理大型采空区的实践

矿山由地下开采留下的大型采空区,在矿山转为露天开采时,会给日常生产留下安全隐患。本文通过实例,介绍采用露天深孔爆破对采空区进行处理,该方法可供同类矿山参考。

基于功密度的露天矿开采工艺比较

为了建立在不同开采条件下不同露天开采工艺之间统一的比较基础,提出露天开采工艺功密度的概念,从露天开采工艺的每个环节设备做功角度,系统分析了每种设备的做功特点,并推导出各种设备的做功计算公式以及功密度计算公式,然后根据各种工艺的特点将设备的功密度进行组合,计算出每种单一工艺的功密度,通过比较得出露天开采工艺功密度排序,为露天开采工艺的选择提供比较可靠的理论基础。