我国露天煤矿半连续开采工艺的应用和发展策略

第36卷第5期煤炭学报

Vol．36No．52011年

5月JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY

May

2011

文章编号：0253－9993（2011）05－0756－06

我国露天煤矿半连续开采工艺的应用和发展策略

郑友毅

（中国煤炭科工集团有限公司，北京100013）

摘

要：分析了我国露天煤矿应用半连续开采工艺的条件，并以伊敏露天煤矿和霍林河一号露天矿

为例，研究了我国半连续工艺的现实应用情况和效果。提出了半连续开采工艺的应用和发展策略，

旨在通过对露天煤矿具体应用的分析，推动露天煤矿扩大使用半连续开采工艺，特别是为自移式破

碎站半连续开采工艺在我国露天煤矿尽快获得大范围推广提供参考和借鉴。同时，指出我国在实现自移式破碎机完全国产化方面，仍需要高度重视，并加大研发和制造的投入力度。

关键词：露天煤矿；半连续开采工艺；发展策略中图分类号：TD824.5

文献标志码：A

收稿日期：2011－03－22责任编辑：柴海涛

作者简介：郑友毅（1960—），男，辽宁沈阳人，教授级高级工程师，博士研究生。

The application and development strategies of semi-continuous mining

system in Chinese surface coal mines

ZHENG You-yi

（China Coal Technology ＆Engineering Group Corp ，Beijing 100013，China ）

Abstract ：Analyzed the application of semi-continuous surface coal mining process conditions ，and took Yimin and Huolinhe No.1surface coal mine as examples ，studied the reality application and effect of semi-continuous mining sys-tem．The application and development strategies of semi-continuous mining system were proposed ，aimed at through the analysis of specific applications in surface coal mines ，promoted the expanded use of semi-continuous mining system in surface coal mines ，especially provide reference for the large-scale application of the own move form crusher semi-con-tinuous mining system in surface coal mines．Also ，point out that to achieve completely domestic of the own move form crusher semi-continuous mining system ，still need attention and increase intensity of research and manufacturing．Key words ：surface coal mine ；semi-continuous mining system ；development strategie

露天煤矿半连续开采工艺是在间断开采工艺和连续开采工艺的基础上发展起来的，其组合形式多种多样，

其中最具代表性的有两种，即：单斗－卡车－半固定破碎站－带式输送机－排土机（简称单斗－卡车+半固定破碎站半连续工艺）；单斗－自移式破碎站－带式输送机－排土机（简称单斗－自移式破碎站半连续工艺）。

这两种开采工艺与单斗－卡车开采工艺相比，有如下优势：当物料运输距离达到或超过2.5km 时，运营费用低，当物料运输路段为上坡且运距较长时，优势更加明显；单位能耗少，约为单斗－卡车开采工艺

的30%；备品备件及维修保养费用低；受燃油短缺的影响小；用人少和人工劳动强度低，

人员费用低［1］

。

同时，也有以下几个方面的劣势：工艺系统各个生产环节为串联，短时生产能力波动较大，若用于采煤系统，需要设储煤缓冲环节；冬季－10ħ条件下，不同程度存在冻黏破碎机料仓、齿辊和胶带的现象；初期投资较高，但由于设备寿命长，折旧费不高。

目前，对于我国现有大多数以单斗－卡车工艺为主导开采工艺的露天煤矿，普遍面临以下几个自身难以解决的问题：开采条件逐渐变差，例如霍林河一号露天矿，内排、外排条件变差，卡车运距越来越大。其

第5期郑友毅：我国露天煤矿半连续开采工艺的应用和发展策略

它几个开采时间较长的露天煤矿，如准格尔的黑垈沟露天煤矿、平塑安家岭露天煤矿和安太堡露天煤矿等均面临着同样问题［2－3］。备品备件进口价格增长较快；燃油价格居高不下，并且短缺的可能越来越大。这些问题的直接后果，就是卡车运营成本呈现逐步增长的态势，并导致开采成本不断提高，经济效益差。

解决上述问题的有效途径之一，就是对矿山现有的单斗－卡车开采工艺进行工艺改造。而代之以较为合适的开采工艺，即以“半固定式破碎站”或“自移式破碎站”为主要工艺特征的半连续开采工艺。

1我国露天煤矿半连续开采工艺的应用条件

1.1经济与环境约束

由于我国“富煤少油”的资源禀赋，随着国际油价的持续走高，我国能源安全的压力不断增大。据此，以大量消耗燃油为主的单斗－卡车开采工艺，对露天煤矿开采的燃料供给可靠性、生产成本不断升高的承受性以及环境污染的限制性等等，都将是企业无法避开的重大问题。我国大及特大型矿山设备，尤其是矿用特大型重载卡车，国产化较低，大部分需要进口。由于进口卡车购置费和备品备件涨价幅度大，生产成本增加较快。

1.2地质条件

地质条件是选择半连续开采工艺的基本条件，包括煤、岩、土层的数量、厚度、倾角、岩性以及地质构造复杂程度等。总体上看，我国露天煤矿煤层多为缓倾斜和近水平赋存，其煤层数量除个别矿山外，多为2 3层煤，围岩条件绝大多数为中硬的砂岩和较软的砂质泥岩，地质构造除个别矿山外，构造相对简单。这些都使得半连续工艺在我国露天煤矿应用成为可能。

1.3气候条件

我国露天煤矿多数地处北方寒冷地区，冬季－10ħ条件下，剥离物中泥岩类物料不同程度存在冻黏破碎机料仓、齿辊和胶带的现象，清理工作量较大。虽然通过地下水提前疏干和设备预热等措施，还是可以有效解决这一问题，但是气候条件仍然是剥离半连续工艺应考虑的一个重要因素。

1.4关键技术成熟度

半连续工艺系统的关键设备是破碎机［4］。单斗－卡车+半固定破碎站半连续工艺系统中的半固定破碎机技术成熟，各个系列机型齐全，实践应用广泛，各环节设备匹配合理，整个工艺系统的技术成熟度较高。单斗－自移式破碎站半连续开采工艺系统中的自移式破碎机目前并没有形成系列产品，特别是大于2500h/t的自移式破碎机，仅有几台在应用。一些关键技术还在持续改进中，例如：自移式破碎机本身的整体结构设计、作业时的稳定性、与单斗挖掘机在工作面的高效配合等尚需得到大量的实践检验。但其较高的生产效率和较低的生产成本，已经为业界广泛认可。并且，国内一些矿山制造企业已经在深化研究和拟组织生产。

2现实应用状况及效果

2.1伊敏露天煤矿采煤自移式破碎机半连续开采工

艺的应用

为配合伊敏电厂二期装机容量2ˑ600MW机组的燃煤需求，伊敏露天煤矿二期扩建生产能力为6.0Mt。经反复论证，决定首先在采煤工作面选用以德国克虏伯采矿物料搬运技术有限公司研制生产的生产能力为3000t/h的自移式破碎机为核心工艺特征的半连续开采工艺，以替代该矿的单斗－卡车开采间断式开采工艺以及单斗－卡车－半固定式破碎机半连续开采工艺。目前，该矿采用一套系统用于下部煤层开采。该系统于2007－12－15正式投入使用，是我国露天采煤工艺新的历史性突破，标志着我国露天煤矿开采工艺采用自移式破碎机半连续开采工艺时代的到来［5］。

2.1.1主要技术参数

系统采用单斗电铲斗容为28.5m3，卸载高度为9.1m；自移式破碎机破碎后粒度＜300mm，系统额定能力3000t/h，受料斗斗容70m3，破碎机受料斗高度8.7m，工作最大允许坡度为5%；工作面带式输送机带宽B=1600mm，带速v=4.5m/s，机架支撑滑撬由双钢轨连接，系统设计年最大生产能力为9.0 Mt；A型转载机受料臂长34m、下俯角（最大）18ʎ（－3.2m，+7.0m），排料臂长32m、上仰角（最大）18ʎ（－4.8m，+13.1m）；B型转载机受料臂长30 m、下俯角（最大）15ʎ（+1.8m，+3.8m），排料臂长38m、上仰角（最大）15ʎ（+16m，+21m）。

2.1.2工艺设计与开采参数

系统采用在采场最下部2个采煤台阶，上部2个采煤台阶仍沿用单斗电铲－卡车工艺，最大限度地减少卡车提升高度，为提高运输效率创造技术条件。

半连续采煤工艺使用组合台阶开采，分主采和下分2个台阶。工作面胶带机布置在主采台阶工作平盘，采煤在主采与下分台阶之间转换。组合台阶高度为8m，合计20m。采掘带宽25m，采煤工作面带式输送机实行“两采一移”。工作面带式输送机长1530m（1600m），其中水平段920m，有坡段（4.5% 5.0%）610m。半连续工艺开采参数如图1

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