一种露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法

摘要

本发明的实施例公开一种露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法，涉及露天煤矿开采技术领域，能够保证煤层出露速度、提高拉斗铲作业效率。所述露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法，包括：对煤层上部的实体岩石台阶进行抛掷爆破形成爆堆；采用推土机、单斗?卡车联合作业辅助剥离、推平爆堆，形成预定高度的拉斗铲作业平盘；拉斗铲站立于作业平盘之上进行倒堆作业；拉斗铲倒堆作业至端帮，完成一翼采区的剥离作业；其中，推土机、单斗?卡车联合作业完成拉斗铲作业平盘至端帮位置后，单斗?卡车掉转推进方向于平盘内侧沿台阶坡底线反向掘沟进行辅助剥离，掘沟产生的物料用于拓展所述作业平盘。本发明适用于露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采。

说明书

技术领域

本发明涉及露天煤矿开采技术领域，尤其涉及一种露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法。

背景技术

国内露天煤矿应用无运输倒堆工艺的主要作业流程如下：

(1)实体高台阶预先抛掷爆破形成爆堆；

(2)推土机、单斗-卡车辅助剥离部分爆堆，并对平盘进行拓展、整平；

(3)拉斗铲站立于平盘之上进行倒堆作业。

针对以上作业流程，随着煤炭市场环境的变化及露天煤矿生产规模的扩大，现有无运输倒堆工艺为应对煤炭产能的提升，通常采用以下两种方法进行剥采关系的调节：

(1)降低倒堆实体高台阶高度，提高上部岩石单斗-卡车剥离工艺作业量、降低下部岩石抛掷爆破-无运输倒堆工艺的作业量；

(2)降低拉斗铲作业平盘高度，提高推土机、单斗-卡车辅助剥离作业量，降低拉斗铲倒堆作业量。

上述两种调节方法均会造成无运输倒堆核心设备——拉斗铲单机作业效率的下降，在原煤产能提高、物料剥离负担增加条件下，致使剥离成本提高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法，能够保证煤层出露速度、提高拉斗铲作业效率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法，包括：

步骤1、对煤层上部的实体岩石台阶进行抛掷爆破形成爆堆；

步骤2、采用推土机、单斗-卡车联合作业辅助剥离、推平爆堆，形成预定高度的拉斗铲作业平盘；

步骤3、拉斗铲站立于作业平盘之上进行倒堆作业；

步骤4、拉斗铲倒堆作业至端帮，完成一翼采区的剥离作业；

其中，推土机、单斗-卡车联合作业完成步骤2所述的作业至端帮位置后，单斗-卡车掉转推进方向于平盘内侧沿台阶坡底线反向掘沟进行辅助剥离，掘沟产生的物料用于拓展所述作业平盘。

可选地，所述拉斗铲作业平盘的高度为13-14m。

可选地，单斗-卡车掉转推进方向于平盘内侧沿台阶坡底线反向掘沟进行辅助剥离时，掘沟宽度及掘沟终止位置在不影响拉斗铲作业站立区域的前提下依据剥采关系协调而定。

可选地，单斗-卡车完成所述掘沟作业后，出沟时将端帮位置的卡车斜坡道推平，并为拉斗铲构建端帮出沟作业平台。

可选地，所述拉斗铲倒堆作业推进到单斗-卡车的掘沟处之前时，以第一推进速度进行倒堆作业；

所述拉斗铲倒堆作业推进到单斗-卡车的掘沟处时，以第二推进速度进行倒堆作业；其中，第二推进速度大于第一推进速度。

本发明实施例提供的一种露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法，推土机、单斗-卡车联合作业辅助剥离、推平爆堆，形成预定高度的拉斗铲作业平盘至端帮位置后，单斗-卡车掉转推进方向于平盘内侧沿台阶坡底线反向掘沟进行辅助剥离，掘沟产生的物料用于拓展所述作业平盘，这样能够实现倒堆系统中辅助剥离设备与关键倒堆设备作业物料量的均衡协调，既能够在剥采关系调节过程中，保证煤层出露速度、提高拉斗铲作业效率，保证拉斗铲维持最大单机作业能力。此外，也使得拉斗铲在产能提高、剥离负担加重的情况下能够继续发挥无运输倒堆工艺的技术、经济优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例中一翼待爆破高台阶截面示意图；

图2为本发明实施例中一翼高台阶抛掷爆破截面示意图；

图3为本发明实施例中单斗-卡车推平一翼爆堆截面示意图；

图4为本发明实施例中露天煤矿无运输倒堆工作面开采示意图；

图5为本发明实施例中单斗-卡车辅助推平爆堆效果图；

图6为本发明实施例中单斗-卡车掘沟示意图；

图7为本发明实施例中掘沟完毕效果图。

图中：1、待爆破高台阶，2、煤层，3、倒土堆，4、抛掷爆堆，5、单斗-卡车辅助推平爆堆，6、拉斗铲作业平盘，7、单斗-卡车辅助剥离爆堆推进方向，8、拉斗铲倒堆作业推进方向，9、煤层开采方向，10、端帮，11、卡车斜坡道，12、单斗-卡车掘沟推进方向，13、单斗-卡车掘沟位置，14、掘沟拓展平盘，15、拉斗铲端帮出沟作业平台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例一种露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图1至图7，本发明一种露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法实施例，包括：

步骤1、对煤层上部的实体岩石台阶进行抛掷爆破形成爆堆。

本步骤中，采用穿孔钻机预先在煤层上部的实体高台阶上钻设炮孔，然后装设炸药进行抛掷爆破。抛掷爆破的抛掷率可达到33％，将大约1/3的剥离量直接抛掷到采空区内。

步骤2、采用推土机、单斗-卡车联合作业辅助剥离、推平爆堆，形成预定高度的拉斗铲作业平盘。

本实施例中，单斗-卡车系统主要由单斗挖掘机(俗称电铲)和运输卡车组成。

本实施例中，在抛掷爆破实施后，专门用于降段的推土机在爆堆上进行降段作业，这项工作主要有两个作用，一是降低抛掷爆破台阶爆堆的高度，为刷帮电铲准备工作场地，将一部分剥离量直接推弃至采空区，二是在降段的同时为拉斗铲准备作业平盘。

推土机将爆堆顶部进行平整，准备出单斗电铲的工作平盘后，调单斗电铲进行刷帮作业，将预裂爆破后形成的坡面上的剩余爆量倒堆至外侧，将高台阶坡面刷出预裂孔。推土机在电铲后方进行追踪作业，将电铲倒出的爆量向排土场一侧推弃，将爆堆进行部分降段，并为拉斗铲做扩展平台。

电铲对预裂面上部刷帮工作完成后，经推土机对工作场地进行平整，当满足卡车运输条件时，将电铲调至拉斗铲将要作业的一端，采用端工作面的方式进行降段作业，其剥离量由卡车排弃至拉斗铲站立位置靠近排土场的一侧，为拉斗铲做扩展平台。

当拉斗铲扩展平台宽度满足其作业条件时，卡车配合电铲用剩余爆量为拉斗铲做进入工作面的联络路或端帮联络路，路线具备卡车通行条件后，将电铲作业的剩余爆量由卡车直接排弃至内排土场。这样，既降低了拉斗铲的作业量，又节约了拉斗铲的排弃空间。

经过单斗电铲挖掘和推土机推弃作业，最终为拉斗铲准备出宽120m左右的工作平盘，拉斗铲作业的爆堆台阶高度为13-15m左右。此时拉斗铲即可由中间联络路进入作业平盘进行倒堆作业。

本实施例中，所述拉斗铲作业平盘的高度优选为13-14m。作业平盘高度为13-14m时拉斗铲单机倒堆作业效率最高。

步骤3、拉斗铲站立于作业平盘之上进行倒堆作业。

拉斗铲，为一种大型的步行挖掘机，用于煤、页岩、黑色金属和有色金属矿石等的露天开采和大规模水利工程挖土。主要用途是在剥离时把岩石搬运至采空区，露天矿场，水利工程边缘。它能将大块的岩石搬运到较远的距离。

本步骤中，拉斗铲站立在工作平盘上，挖掘物料后直接排弃至采空区。

步骤4、拉斗铲倒堆作业至端帮，完成一翼采区的剥离作业。

本发明实施例中，推土机、单斗-卡车联合作业完成步骤2所述的作业至端帮位置后，单斗-卡车掉转推进方向于平盘内侧沿台阶坡底线反向掘沟进行辅助剥离，掘沟产生的物料用于拓展所述作业平盘。

本发明实施例倒堆工艺开采方法用到的设备中，推土机、单斗-卡车为辅助剥离设备，拉斗铲为关键倒堆设备。

本发明实施例提供的一种露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法，推土机、单斗-卡车联合作业辅助剥离、推平爆堆，形成预定高度的拉斗铲作业平盘至端帮位置后，单斗-卡车掉转推进方向于平盘内侧沿台阶坡底线反向掘沟进行辅助剥离，掘沟产生的物料用于拓展所述作业平盘，这样能够实现倒堆系统中辅助剥离设备与关键倒堆设备作业物料量的均衡协调，既能够在剥采关系调节过程中，保证煤层出露速度、提高拉斗铲作业效率，保证拉斗铲维持最大单机作业能力。此外，也使得拉斗铲在产能提高、剥离负担加重的情况下能够继续发挥无运输倒堆工艺的技术、经济优势。

在前述露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法实施例中，可选地，单斗-卡车掉转推进方向于平盘内侧沿台阶坡底线反向掘沟进行辅助剥离时，掘沟宽度及掘沟终止位置在不影响拉斗铲作业站立区域的前提下依据剥采关系协调而定。这样能够更加高效地实现倒堆系统中辅助剥离设备与关键倒堆设备作业物料量的均衡协调，保证煤层出露速度、提高拉斗铲作业效率。

在前述露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法实施例中，可选地，单斗-卡车完成所述掘沟作业后，出沟时将端帮位置的卡车斜坡道推平，并为拉斗铲构建端帮出沟作业平台，这样，既避免了拉斗铲在端帮位置进行倒堆操作，提高倒堆效率，又为拉斗铲在端帮位置顺利出沟提供了便于条件。

在前述露天煤矿拉斗铲无运输倒堆工艺开采方法实施例中，可选地，所述拉斗铲倒堆作业推进到单斗-卡车的掘沟处之前时，以第一推进速度进行倒堆作业；所述拉斗铲倒堆作业推进到单斗-卡车的掘沟处时，以第二推进速度进行倒堆作业；其中，第二推进速度大于第一推进速度。

本实施例中，拉斗铲倒堆作业推进至单斗-卡车辅助掘沟处时，由于单斗-卡车已完成掘沟物料量的倒堆作业，因此拉斗铲单位推进距离内倒堆剥离量减少，拉斗铲倒堆推进速度加快。本发明实施例的开采方法亦可称为拉斗铲变速推进无运输倒堆工艺开采方法，相对于现有的拉斗铲恒速推进无运输倒堆工艺开采方法，本发明实施例能够实现倒堆系统中辅助剥离设备与关键倒堆设备作业物料量的均衡协调，既能够在剥采关系调节过程中，保证煤层出露速度、提高拉斗铲作业效率，保证拉斗铲维持最大单机作业能力。此外，也使得拉斗铲在产能提高、剥离负担加重的情况下能够继续发挥无运输倒堆工艺的技术、经济优势。

特别是在当今油价、矿用卡车轮胎价格不断走高的形势下，在既不降低倒堆实体高台阶高度，也不降低拉斗铲作业平盘高度的情况下，本发明实施例对倒堆系统中辅助剥离设备与关键倒堆设备作业物料量的均衡协调，效率优势和成本优势更加明显。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。