扎尼河露天矿设计的优化与改进

扎尼河露天矿设计的优化与改进
刘颖斌;梁成江
【摘要】阐述大雁矿业集团经过扎尼河露天矿设计的优化与改进总结所取得成功
经验,依靠科技进步,根据自身条件,采用先进的技术和装备,增加科技含量,选择适宜
的生产工艺开采,把扎尼河露天矿建设成符合科学发展观的现代化矿井,有利地促进
了我公司高产高效矿井的建设和发展.
【期刊名称】《露天采矿技术》
【年(卷),期】2012(000)003
【总页数】3页(P36-37,39)
【关键词】依靠科技进步;增加科技含量;高产高效
【作者】刘颖斌;梁成江
【作者单位】大雁矿业集团露天矿,内蒙古呼伦贝尔021122;大雁矿业集团露天矿,
内蒙古呼伦贝尔021122
【正文语种】中文
【中图分类】TD216
扎尼河露天矿为向斜构造盆地，东西短轴长约2.23 km，南北长轴长约3.66 km，面积约8.17 km2，地质资源储量2.5亿t，可采储量2.3亿t。

其中9#煤层为主
采煤层，埋藏深度最小22m，最大270m，平均138.93m，煤层可采厚度最小
5.10m，最大50.94 m，平均可采厚度31.94m，平均剥采比为3.16m3/t，适于
露天开采。

煤种为低变质长焰煤，低硫（含硫0.16%）、低磷（含磷0.04%），
是良好的煤化工、民用和动力用煤。

露天矿设计能力600万t/a，项目设计总投资21.15亿元，服务年限为33.42 a。

开采工艺采用单斗—卡车+胶带机半连续工艺。

在设计审查中，我们发现设计不合理，工期长，占地面积大，单环运距长，投资大，对生产不利。

为了设计在技术上可行、经济上合理，我们对原设计进行了优化与改进。

1）露天矿开拓。

扎尼河露天矿开拓方式采用公路开拓
2）采区划分及采区过渡方式。

①采区划分。

本次设计的采区划分是在现有拉沟方案确定以后沿东西向划分为首采区，在首采区服务年限期间对其北部的301国道和多条高压线及光缆进行搬迁和
移设，然后对首采区北部沿南北方向划分为二采区（露天矿东北部）和三采区，开采条件较差的东南部作为四采区最后开采。

②开采顺序。

露天矿开采顺序为首采区→二采区→三采区→本露天矿采区之间的过渡采用重新拉沟过渡的方式。

3）开采工艺的选择。

本可研在本矿生产规模为6.0 Mt/a能力的基础上经多方案
比选后选用表土与岩石单斗—卡车+采煤单斗—卡车—坑下半移动式破碎站—胶
带联合开采工艺。

4）地面生产系统及铁路装车站场。

扎尼河露天矿生产能力6.0 Mt/a，地面生产系统设在露天矿采掘场东侧，原煤由坑下可移动式破碎站运至工业场地地面生产系统破碎后由胶带输送机通廊运至铁路装车仓或储至穹顶储煤仓。

分别由汽车和铁路装车站场装车外运。

5）总平面布置。

工业场地按功能分为生产区、辅助生产区和行政福利区。

①生产区主要包括露天矿采掘场、排土场和地面生产系统（包括半固定式破碎站、运煤胶带、储煤场3部分）。

②辅助生产区主要包括组装场、机修车间、总仓库、油库、变电所、加油站及加水
站等设施。

③行政福利区主要包括行政办公综合楼、宿舍、食堂等设施。

6）主要技术经济指标。

①劳动定员及生产效率。

管理人员按职能配置，服务人员及其他人员依据露天矿设计规范控制比例确定，两者在籍系数均为1。

经计算，达到设计生产能力时，全矿在籍总人数为724人，其中生产工人640人，占全矿在籍人数的88.40%，管理人员42人，占全矿在籍人数的5.80%，服务人员及其他人员为42人。

本露天矿达到设计生产能力时，全员劳动生产率为32.47 t/工·日，生产工人劳动
生产率为35.10 t/工·日。

②露天矿投资。

本项目建设总资金为179 416.67万元，建设工程总造价为177 614.52万元，其中基建剥离工程9 750.29万元，土建工程31 519.22万元，设
备及工器具购置为80 793.00万元，安装工程14 059.98万元，工程建设其他费
用20 868.67万元，工程预备费为18 464.61万元，建设期利息为 2 158.75万元。

③露天矿生产成本。

达产年单位生产成本为74.62元/t，计算期平均值为66.05元/t。

1）露天矿开拓。

扎尼河露天矿开拓方式采用出入沟公路开拓。

2）采区划分及采区过渡方式。

①采区划分。

本次设计的采区划分是在现有拉沟方案确定以后沿东西向划分为首采区，在首采区服务年限期间对其北部的301国道和多条高压线及光缆进行搬迁和
移设，然后对首采区北部沿南北方向划分为二采区（露天矿东北部）和三采区。

②开采顺序。

露天矿开采顺序为首采区→二采区→三采区。

本露天矿采区之间的过渡采用重新拉沟过渡的方式。

③开采工艺的选择。

本设计在本矿生产规模为6.0 Mt/a能力的基础上选用表土与
岩石采用单斗—卡车，采煤采用单斗—卡车—坑口半固定破碎站—胶带联合开采工艺。

3）辅助工程。

①生产系统。

扎尼河露天矿生产能力6.0Mt/a，最大粒度1 800mm，依据确定的产品方案，在坑口设半固定式破碎，将毛煤粗破到≤300 mm，经二破入选煤厂，最终运至快速装车站装车外运。

露天矿根据露天矿开采工艺、生产能力及露天矿产品用户要求，一级破碎站为坑口破碎，汽车受煤，破碎能力最大为2 000 t/h，最大入料粒度为1 800 mm，出料粒度为≤300mm上胶带运到二级破碎站破碎，出料粒度为≤50mm。

一级、二级破碎机各一台。

由于环保要求，露天矿储煤设封闭式储煤仓。

②地面建筑。

露天矿工业场地设在坑口与铁路装车站场之间。

机修、保养、仓储等辅助生产区主要包括：卡车保养及综合维修车间、卡车备件库、清洗车间、一号材料库、二号材料库、汽车库、润滑油库等，主要负责大型采掘设备和自卸汽车的维修、保养、清洗等。

工业场地位于采掘场东侧的缓坡地上，占地面积约18.81 hm2。

工业场地大体分为6个区域，即组装场地及加油供水区；机、汽修区；仓储区；行政办公区（包括给排水等设施）；生活福利区（包括供热及污水处理等）；供配电区。

由于本矿位于海拉尔市与牙克石市之间，本设计不建居住区及生活福利设施。

矿区部分附属企业和福利设施均可依托大雁矿区。

4）主要技术经济指标。

1）优化改进了开采工艺。

采煤单斗—卡车—坑下半移动式破碎站—胶带联合开采工艺，改为采煤采用单斗—卡车—坑口半固定破碎站—胶带联合开采工艺，避免单环运输，减少剥离运距，优化边坡稳定性，优化改进了采煤运输设备。

其中运煤汽车由55 t级定为100 t级，通过对采煤运输设备的选型、挖掘机的装车时间、
等调时间、汽车运距、汽车的循环时间、各种车辆的性价比、各种车辆的综合成本等的优化，节省了大量资金。

2）合理优化首采区的位置。

根据煤层露头赋存情况，其东北部为埋藏最浅地段，上部剥离物厚度平均仅为22m左右，是本矿首选的拉沟位置。

但由于本露天矿田内北部有301国道、3条高压输电线路（敏雁线、汇海线和西海线220 kV）和3条地下光缆穿越（301国道、高压输电线路及地下光缆相互平行，均呈近东西方向），它们将露天矿分割为南北两个部分，这样就给最优拉沟位置的选择造成很大影响。

受国道及线路的影响，该方案考虑在矿田西部中段沿煤层南北向拉沟，工作帮沿煤层东西向推进，初始拉沟长度900m。

由于初始拉沟长度仅为900m，虽则剥采工作线由东向西推进，工作台阶将逐渐增多，采煤工作线长度越来越短，将导致采场采至最深处后工作线太短，采煤生产能力过低的现象，影响了露天矿生产效益。

通过对影响首采区境界的因素的分析，对原设计方案进行了优化，采用了220 kV线路改线的方案。

改线后的优化拉沟方案使工作线长度增加了160m，达到了合理工作线长度。

通过改线在生产初期即采出了剥采比较小的煤炭140Mt，产值42 000万元，利润13 580万元。

3）优化改进了煤炭加工生产工艺系统。

根据露天矿开采工艺、其生产能力及露天矿产品用户要求，增加了块煤50mm以上筛分系统，增加了块煤仓和火车、汽车块煤装车系统，拓宽煤炭外销市场。

4）优化改进了工业广场布置。

将工业广场从南面工业场地内自然高差较大处，优化竖向设计，北迁到高差较小处，减少了工业广场场地平整量，节省了基建投资685万元。

5）优化改进了铁路装站布置。

将铁路装车站及穹顶仓从南面自然高差较大处，北迁100m到高差较小处，进一步优化改进了工业广场布置，增大了排土场面积，节省了大量征地费，减少胶带运输距离100m，减少了大量投资和生产运营费。

6）优化改进了主要技术经济指标表。

达产年由全矿在籍总人数724人减少到露天矿在籍人数700人，全员劳动生产率32.47 t/工·日提高到原煤生产工效34.31 t/工·日。

7）优化疏干设计。

对井田开采剥离区首先进行抽水试验，确定涌水量及位置，然后进行疏干设计，由原设计24口井减少到13口井，节省55万元。

依靠科技进步，选择适宜的生产模式，合理优化设计，采用新的采煤工艺和先进的技术和装备，优化改进了工业广场布置，简化生产系统、强化科学管理、改革经营机制，提高设计科学性、实效性，把扎尼河露天矿建设成符合科学发展观的现代化矿井。