露天開采第六章-露天礦生產(chǎn)能力

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1、 李建忠 太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 露天開采 第六章 露天礦生產(chǎn)能力 露天礦生產(chǎn)能力 采掘進(jìn)度計(jì)劃 露天礦生產(chǎn)總能力： 每年采出的煤量和剝離的巖石 量之和。 A=Ap+Av = Ap+nsAp =Ap(1+ns) 其中： Ap 年采煤量， t(m3)/a； Av 年剝巖量， m3(t)/a； ns 生產(chǎn)剝采比， m3(t)/ m3(t)。 它直接影響到礦山設(shè)備的選型、設(shè)備數(shù)量、勞動(dòng)力 及材料等。 1 露天礦生產(chǎn)能力 影響露天礦生產(chǎn)能力的主要因素： 1）礦體自然條件， 2）開采技術(shù)條件， 3）市場 4）經(jīng)濟(jì)效益 1 露天礦生產(chǎn)能力 一、按技術(shù)條件確定生產(chǎn)能力 技術(shù)條件主要是可能布置的挖掘機(jī)工作面

2、數(shù)目，礦 山工程延深速度，運(yùn)輸線路的通過能力等。 1按可能布置挖掘機(jī)的工作面數(shù)目確定生產(chǎn)能力 1 露天礦生產(chǎn)能力 式中 AP 可能達(dá)到的采煤生產(chǎn)能力， t a； NW 一個(gè)采煤臺(tái)階可能布置的挖掘機(jī)臺(tái)數(shù)； nw 可能同時(shí)采煤的臺(tái)階數(shù)； Qw 每臺(tái)采煤挖掘機(jī)的生產(chǎn)能力， m3 a； 煤密度， t m3 WwWP QnNA 1 露天礦生產(chǎn)能力 輪斗挖掘機(jī)： 式中 Q 輪斗挖掘機(jī)實(shí)際能力， m3 h； Km 滿斗率； Ks 鏟斗中物料松散系數(shù)； E 鏟斗容積， m3； n 輪斗每分鐘卸斗次數(shù) 斗 min Kg 工作面時(shí)間利用系數(shù)； g s m E nK K KQ 60 1 露天礦生產(chǎn)能力 單斗挖掘機(jī)：

3、 式中 Q 單斗挖掘機(jī)實(shí)際能力， m3 h； Km 滿斗率； Ks 鏟斗中物料松散系數(shù)； V 鏟斗容積， m3； n 單斗每分鐘挖掘次數(shù) 斗 min 工作面時(shí)間利用系數(shù)； 60m s KQ n V T K 1 露天礦生產(chǎn)能力 2按礦山工程延深速度確定生產(chǎn)能力 工程的向下延深需要相應(yīng)的臺(tái)階水平推進(jìn)速度來 保證。當(dāng)采用礦體下盤移動(dòng)坑線時(shí)，延深速度與 水平推進(jìn)速度 V1的關(guān)系： V1 水平推進(jìn)速度；（ m/a）； u 1 分別為上下盤工作幫坡角， 露天礦臺(tái)階推進(jìn)速度 V1, 和延深速度 VH 又與挖掘 機(jī)數(shù)量及挖掘機(jī)的臺(tái)班工作效率有關(guān)。 )( 11 c tgc tgVV uH 1 露天礦生產(chǎn)能力 一

4、個(gè)臺(tái)階可以布置的挖掘機(jī)數(shù)量為 Ns： Lb 一個(gè)臺(tái)階的工作線長度； LC 一臺(tái)挖掘機(jī)作業(yè)的工作線長度。 Lb LC 1 露天礦生產(chǎn)能力 c b S L LN 同時(shí)工作的臺(tái)階數(shù)量 Nb： B 礦體水平厚度 W 工作平盤寬度 H 臺(tái)階高度 工作幫坡角 r 礦體傾角 臺(tái)階坡面角 H c t gWc t gtg BN b 1 1 W 1 露天礦生產(chǎn)能力 3按運(yùn)輸線路的通過能力驗(yàn)證生產(chǎn)能力 技術(shù)上可能的生產(chǎn)能力還受到運(yùn)輸能力的限制， 新建礦井的運(yùn)輸能力必須與生產(chǎn)能力相適應(yīng)。 二、按經(jīng)濟(jì)條件確定生產(chǎn)能力 三、按需求量確定生產(chǎn)能力 1 露天礦生產(chǎn)能力 如圖 30 6所示，露天礦開采境界為 ORQ，如沿 CD

5、即 煤層底板延深，一側(cè)推進(jìn)時(shí)，從建礦至開采終了， 要經(jīng)歷： 基建期；投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)期；剝離高峰期；減 產(chǎn)結(jié)束期。 在這幾個(gè)時(shí)期里，當(dāng)工作幫坡角 不變 時(shí)，臺(tái)階數(shù)目由少變多，達(dá)地表最遠(yuǎn)處 (R處 )時(shí)，臺(tái) 階數(shù)目最多，而后減少。如煤層厚度不變， 則剝采 比的變化規(guī)律也是：由小到大， 達(dá)地表最遠(yuǎn)處時(shí)達(dá) 到最大值 (又稱剝離高峰 )， 而后再變小 。 2 剝采比的變化及調(diào)整 剝采比的這種變化規(guī)律，給按照設(shè)計(jì)煤炭生產(chǎn)能力 計(jì)劃生產(chǎn)帶來了困難。故必須對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使其 在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)能按一個(gè)剝采比進(jìn)行生產(chǎn)，這就是 均衡剝采比 。一個(gè)露天礦根據(jù)其產(chǎn)量和服務(wù)年限， 可以劃分 2-3個(gè)時(shí)期，每一時(shí)期按一個(gè)均衡剝采

6、比組 織生產(chǎn)，其目的是保持在一個(gè)時(shí)期內(nèi)設(shè)備數(shù)量、人 員的相對(duì)穩(wěn)定。 2 剝采比的變化及調(diào)整 剝采比的這種變化規(guī)律，給按照設(shè)計(jì)煤炭生產(chǎn)能力 計(jì)劃生產(chǎn)帶來了困難。故必須對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使其 在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)能按一個(gè)剝采比進(jìn)行生產(chǎn)，這就是 均衡剝采比 。一個(gè)露天礦根據(jù)其產(chǎn)量和服務(wù)年限， 可以劃分 2-3個(gè)時(shí)期，每一時(shí)期按一個(gè)均衡剝采比組 織生產(chǎn)，其目的是保持在一個(gè)時(shí)期內(nèi)設(shè)備數(shù)量、人 員的相對(duì)穩(wěn)定。 2 剝采比的變化及調(diào)整 求得每一期均衡剝采比，實(shí)質(zhì)上是調(diào)整各期的剝巖量。從圖 中可知，期剝巖量最大， 設(shè)法將期的巖量一部分調(diào)到 期提前剝離 (稱超前剝離 )，一部分留到期剝離 (稱滯后剝 離 )。 超前和滯后

7、剝離可以用調(diào)整臺(tái)階平盤寬度來實(shí)現(xiàn)。如 不按原工作平盤寬度，在剝離臺(tái)階上加大平盤寬度，至 ， 位置則將原來屬于后一期的剝離量提前進(jìn)行剝離，從而達(dá)到 剝離量的調(diào)整；滯后亦同理。當(dāng)然超前剝離量不宜多，否則 會(huì)影響經(jīng)濟(jì)效果。 2 剝采比的變化及調(diào)整 采掘進(jìn)度計(jì)劃： 用圖和表來表示露天礦工程發(fā)展 的具體的時(shí)間、空間與數(shù)量關(guān)系的礦山建設(shè)與生 產(chǎn)計(jì)劃。它表示了露天礦逐年或逐月的采礦量， 剝離巖石量，掘溝量，生產(chǎn)剝采比以及各項(xiàng)工程 的空間位置等。 一、露天礦采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制目標(biāo)與分類 目標(biāo)：確定一個(gè)技術(shù)上可行的、能夠使礦床開采 的 總體經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大的 ，貫穿于整個(gè)礦山開 采壽命期的 礦巖采剝順序。 3

8、露天開采進(jìn)度計(jì)劃 二、采掘計(jì)劃要滿足的條件 （ 1）在每一個(gè)計(jì)劃期內(nèi)提供較為穩(wěn)定的煤量。 （ 2）每一計(jì)劃期內(nèi)的煤巖采剝量應(yīng)與利用的設(shè)備的 生產(chǎn)能力相適應(yīng)。 （ 3）各臺(tái)階水平的推進(jìn)必須滿足正常生產(chǎn)要求的時(shí) 空發(fā)展關(guān)系，即最小平盤寬度、安全平臺(tái)寬度、 工作臺(tái)階的超前關(guān)系、采場延深與臺(tái)階水平推進(jìn) 的速度關(guān)系。 3 露天開采進(jìn)度計(jì)劃 三、采掘進(jìn)度計(jì)劃分為 長期計(jì)劃、短期計(jì)劃和日常計(jì)劃 長期計(jì)劃 ： 每一計(jì)劃期一般為一年，計(jì)劃總時(shí)間 跨度為礦山整個(gè)壽命期。它確定了礦山的整個(gè)生產(chǎn) 目標(biāo)與開采順序，并為短期計(jì)劃提供指導(dǎo)。 短期計(jì)劃 ： 每一計(jì)劃期一般為一個(gè)季度（幾個(gè) 月），計(jì)劃時(shí)間跨度為一年。它是長期計(jì)

9、劃的具體 實(shí)現(xiàn)。 日常計(jì)劃 ： 一般指月、周、日采掘計(jì)劃。它是短 期計(jì)劃的具體實(shí)現(xiàn)，為礦山的日常生產(chǎn)提供具體作 業(yè)指令。 3 露天開采進(jìn)度計(jì)劃 四、國內(nèi)編制露天礦長期采掘進(jìn)度計(jì)劃的一般方法 基礎(chǔ)資料包括： （ 1） 地表地形圖 （ 1： 1000-2000）：在圖紙上繪制有礦 區(qū)地形等高線和主要地貌特征。 （ 2） 臺(tái)階分層平面圖 。在圖紙上繪有每一個(gè)臺(tái)階水平的 地質(zhì)界線（包括礦巖界線）和最終境界線。 （ 3） 分層煤巖量表 。表中列出每一臺(tái)階水平在最終境界 線內(nèi)的煤量和巖石量。 （ 4） 開采要素 。包括臺(tái)階高度、采掘帶寬度、采區(qū)長度 和最小平盤寬度、運(yùn)輸?shù)缆芬兀▽挾群推露龋┑取?（ 5）

10、 臺(tái)階推進(jìn)方式 、采場延深方式、掘溝幾何要素及新 水平準(zhǔn)備時(shí)間。 （ 6） 挖掘機(jī)數(shù)量及其生產(chǎn)能力 3 露天開采進(jìn)度計(jì)劃 編制采掘進(jìn)度計(jì)劃從第一年開始，逐年進(jìn)行。主要工作 是確定各水平在各年末的工作線位置、各年的煤巖采剝 量和相應(yīng)的挖掘機(jī)配置。 一般步驟： 第一步 ：在分層平面圖上逐層確定 年末工作線位置 。 第二步 ：確定 新水平投入生產(chǎn)的時(shí)間 。 第三步 ：編制采掘進(jìn)度計(jì)劃表。 如表 16-7 第四步 ：繪制露天礦采場年末綜合平面圖。 如圖 16-8。 采掘進(jìn)度計(jì)劃表和采場年末綜合平面圖組成露天礦采掘 進(jìn)度計(jì)劃。 3 露天開采進(jìn)度計(jì)劃 年年末線 9 年年末線 90 年年末線 19 9 1年

11、 年末線 19 9 2年 年末線 某礦 -10m水平分層平面圖年末線 -10m水平分層境界 19 92 年年末線 19 91 年年末線 90 年年末線 9年 年末線 -10m -20m 工作水平 工作內(nèi)容 電鏟號(hào) 1965 1966 1967 地表 140m 剝巖 N1 140115 路塹 采剝 N2 N3 N2 115101 路塹 采剝 N4 N4 N5 10187 路塹 采剝 N1 N1 N6 單位 萬 m3 萬 t 萬 m3 萬 t 萬 m3 萬 t 礦石 富礦 4.5 15.3 25.2 85.7 63.1 214.5 貧礦 2.4 6.7 14.6 40.9 39.7 111.2 小

12、計(jì) 6.9 22.0 39.8 126.6 102.8 325.7 巖石 63.3 164.6 107.7 280。 0 153.6 399.4 礦巖合計(jì) 70.2 186.6 147.5 406.6 256.4 725.1 剝采比 體積比 9.2 2.7 1.5 重量比 7.5 2.2 1.23 電鏟臺(tái)數(shù) 3 5 6 習(xí)題： 某露天煤礦采用連續(xù)回采工藝， 3個(gè)臺(tái)階同時(shí)生產(chǎn)， 每個(gè)臺(tái)階布置 4臺(tái)輪斗挖掘機(jī)，挖掘機(jī)鏟斗容積 25m3， 滿斗率為 0.85，松散系數(shù) 1.3，每 10分鐘卸斗一次，工 作面時(shí)間利用系數(shù)為 0.75，煤容重為 1.4t m3, 2008- 2009年產(chǎn)原煤 9.8Mt，剝離巖石 24.7Mt，采出系數(shù)為 0.8，所產(chǎn)原煤售價(jià)為 220元 /t ，采煤成本 40元 /t，剝離 成本 50元 /m3， 日工作 18小時(shí)，年工作日按 300 天計(jì)算。 請(qǐng)計(jì)算 : 1）生產(chǎn)剝采比 經(jīng)濟(jì)合理剝采比 2）此露天礦的生產(chǎn)能力