3.2 间断开采工艺
3.2.1 地质、地貌复杂和运输距离较短的露天煤矿,宜选用单斗挖掘机-卡车运输开采工艺;地质、地貌简单,当地土地资源价值相对较低,以及采掘场走向较长、运输距离较远的露天煤矿,宜选用单斗挖掘机-铁路运输开采工艺。
间断开采工艺是指从采掘、运输到排弃(或储存)过程中整个物料的货流是间断的,因此其范围相当广泛。如使用周期性工作的单斗挖掘机、装载机等采装设备,配合各种非连续运输的铁路车辆或自卸卡车,可以组合成多种形式的间断开采工艺。
本条根据我国目前装备条件,仅就采用单斗挖掘机或装载机,配合铁路或自卸卡车运输工艺中的有关内容作了某些规定。
长期以来人们试图对各种运输方式归纳出某些合理的应用范围,并按这种规律加以选择。实践证明,由于各种条件不同,很难形成固定法则。只有结合工程情况,通过技术经济比较确定。所以本条只能作一般原则规定。
3.2.2 单斗挖掘机和装载机采掘的台阶高度应符合下列规定:
1 表土和不需爆破的软岩,不应大于采掘设备最大挖掘高度;
2 需要爆破的岩层,不应超过单斗挖掘机最大挖掘高度的1.2倍;
3 采用多排孔爆破或爆破后岩块较大时,台阶高度不应大于单斗挖掘机最大挖掘高度;
4 采煤台阶高度,除应符合本条第1款~第3款的规定外,尚应根据煤层厚度、倾角及减少开采损失和夹矸混入等因素确定。
台阶高度的规定主要是从单斗挖掘机和装载机作业安全方面考虑的。
多排孔爆破是指3排孔以上的爆破,爆破后爆堆高度将大于台阶高度,在采掘过程中可能形成伞岩或大块岩石滚落,故规定台阶高度不应大于设备最大挖掘高度。
3.2.3 采掘带宽度应根据岩性、煤岩分采要求、采掘设备规格和采掘方式确定,并应符合下列规定:
1 当采用单斗挖掘机铁路运输开采工艺时,表土及不需爆破岩层的采掘带宽度,不宜大于单斗挖掘机站立水平挖掘半径的1.5倍;需要爆破的岩层和煤层的采掘带宽度,应按爆堆宽度等于单斗挖掘机站立水平挖掘半径的1.5倍或按一次采掘宽度的整数倍确定;
2 当采用单斗挖掘机卡车运输开采工艺时,采掘带宽度宜按调车方式和双面装车的要求确定。
铁路运输时采掘带宽度是按单斗挖掘机采装面在125°角内活动确定的,使装车时间缩短,以利发挥设备效能。如果工作面一次爆破后爆堆很宽,必须二次或多次移路采装,因此规定为一次采掘宽度的整数倍,是为了最后一次采装工作面的坡根不留岩石浮碴影响下次爆破。
卡车运输时,卡车可停在单斗挖掘机左右侧或后部,因此可以采用较大的采掘带宽度。
3.2.4 最小工作平盘宽度应根据采掘带宽度、爆堆伸出距离、工作面道路(或线路)宽度和辅助设施占用宽度及安全宽度等条件,通过计算确定。当采用铁路运输移动干线时,尚应包括线路移设步距宽度。
根据反馈意见本次修订增加“及安全宽度”内容,其他内容不变。
3.2.5 单斗挖掘机的合理工作线长度,应根据单斗挖掘机规格、岩性、工作线推进速度及运输设备类型确定,并应符合下列规定:
1 当采用铁路运输时,单斗挖掘机的工作线长度宜为1000m~1200m;
2 当采用卡车运输时,单斗挖掘机的工作线长度不宜小于300m。
根据反馈意见本次修订将“单斗挖掘机的工作线长度”改为“单斗挖掘机的合理工作线长度”。
3.2.6 单斗挖掘机每立方米斗容在籍年生产能力,不宜低于表3.2.6的规定。
表3.2.6 单斗挖掘机每立方米斗容在籍年生产能力(104m3/m3·a)
影响单斗挖掘机台年生产能力的因素很多,主要有:
(1)设备检修能力及备件供应情况;
(2)运输设备类型;
(3)采掘工作面地质条件;
(4)操作技术水平;
(5)组织管理水平。
由于上述因素,不同矿山的挖掘机能力相差很大,很难通过计算确定。但为了新建露天煤矿选用,参照生产矿山统计的实际资料和设计经验,规定了不同岩性单斗挖掘机每立方米斗容在籍年生产能力指标。对于寒冷或高寒地区可根据具体条件适当降低。
3.2.7 在下列条件下,单斗挖掘机的生产能力应按本规范第3.2.6条规定值相应降低:
1 掘沟时,铁路运输降低20%~30%,卡车运输降低10%~15%;
2 煤层选采时,降低10%~20%;
3 单斗挖掘机向上一台阶装车时,降低20%~30%。
在特殊工作条件下,单斗挖掘机能力降低的原因有以下几方面:
1 铁路运输掘沟时,挖掘机能力降低较多的主要原因是在尽头处供车不足或在低台阶作业。卡车运输时,由于机动灵活,影响较小。但因开段沟内场地窄小,卡车停在挖掘机的后方,回转时间略有增加。
2 煤层选采时遇到煤层顶、底板及半煤岩时需要选择开采,致使装车时间增长。
3 向上一台阶装车时,因瞭望条件差,铲车对中时间长影响效率。
3.2.8 采煤与剥离设备数量应分别计算。当采煤设备与剥离设备型号不一致时,其数量不宜少于2台。
当采煤设备与剥离设备型号一致,采煤设备检修或出现故障时,可调用剥离设备采煤。当采煤设备与剥离设备型号不一致时,考虑采煤挖掘机的台数较少,一旦检修或出现故障时将影响煤产量,故应有一定备用能力,不宜少于2台,一台停产时,另一台可以担负一半以上的产量。
3.2.9 采用卡车运输的特大型、大型露天矿,宜按每个采掘工作面配备清理煤层顶、底板及平整工作面的推土机一台;采用铁路运输时,宜每两个采掘工作面配一台推土机。推土机功率可根据工作条件按表3.2.9选用。
表3.2.9 推土机功率(kW)
辅助设备的作用日益被人们所重视,但也出现了选型过大和数量过多的倾向。工作面平整工作的工作量很难预计,因此本条规定了大型露天煤矿宜按工作面数量配备。