武懋

（中煤平朔集團(tuán)有限公司，山西 朔州 036006）

平朔礦區(qū)礦界調(diào)整與開采優(yōu)化方案研究

武懋

（中煤平朔集團(tuán)有限公司，山西 朔州 036006）

通過對(duì)平朔東露天礦和安太堡露天礦的開采現(xiàn)狀分析，就兩礦礦界調(diào)整、采區(qū)互換、工作線長(zhǎng)度優(yōu)化等問題進(jìn)行了研究，最終對(duì)礦界方案進(jìn)行了優(yōu)化，有效確保了兩礦未來穩(wěn)定、高效、低成本開采。

露天礦；礦界調(diào)整；開采優(yōu)化

1 概況

平朔礦區(qū)露天礦群經(jīng)過30年的開發(fā)導(dǎo)致蘆子溝背斜東翼煤層傾角增大、礦群端幫煤柱不能有效回收、集約化開采難度加大、拆遷困難等問題，為了盡快合理解決以上存在的問題，目前迫切需要對(duì)平朔礦區(qū)露天礦群礦界和開采接續(xù)進(jìn)行優(yōu)化研究，以保障平朔公司露天礦近期的生存及長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展，獲得較好社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 礦界調(diào)整與優(yōu)化方案研究

2.1 方案的提出

根據(jù)東露天和安太堡礦田范圍、資源及外部制約條件，2個(gè)礦的接續(xù)方案設(shè)計(jì)主要從是否避開梨陽坡村、是否關(guān)閉北嶺井工礦、是否互換采區(qū)等問題進(jìn)行詳細(xì)方案比選，并最終推薦出最優(yōu)方案，針對(duì)上述問題，提出東露天礦與安太堡露天礦換界方案：即安太堡礦以其擴(kuò)界區(qū)換取東露天礦的四五采區(qū)，東露天礦首采區(qū)沿原設(shè)計(jì)繼續(xù)向西進(jìn)入安太堡擴(kuò)界區(qū)；安太堡礦沿當(dāng)前工作面推進(jìn)方向向東推進(jìn)，到界后不轉(zhuǎn)向，向東進(jìn)入東露天礦四五采區(qū)進(jìn)行開采。

2.2 方案分析

2.2.1 東露天礦礦界優(yōu)化方案分析

將全礦田劃分為3個(gè)采區(qū)，首采區(qū)繞開梨陽坡村、不保留北嶺煤業(yè)，露天礦田北部西側(cè)為二采區(qū)、東側(cè)為三采區(qū)。依據(jù)采區(qū)劃分結(jié)果確定的開采順序是首采區(qū)→二采區(qū)→三采區(qū)，即沿首采區(qū)現(xiàn)狀位置繼續(xù)向前推進(jìn)，至東露天西部境界后進(jìn)入安太堡擴(kuò)界區(qū)，開采完畢后重新拉溝進(jìn)入二采區(qū)，工作線向北推進(jìn)至北部境界，180°轉(zhuǎn)向進(jìn)入三采區(qū)至開采結(jié)束，采區(qū)劃分及開采順序如圖1所示，各采區(qū)煤巖量見表1。

1）全內(nèi)排時(shí)間。東露天目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)部分內(nèi)排，該方案實(shí)現(xiàn)全內(nèi)排時(shí)間為2年后。設(shè)計(jì)內(nèi)排排棄水平為+1 400 m水平，若內(nèi)排排棄至+1 400 m水平，全部?jī)?nèi)排前，東露天煤礦總計(jì)外排量為207.92 Mm3，需要外排空間239.11 Mm3（最終松散系數(shù)按1.15計(jì)算），外排土場(chǎng)目前可排棄175.89 Mm3，無法滿足，需要增加32.03 Mm3。

2）均衡剝采比。各期均衡剝采比分別為：n1=4.99 m3/t，T1=8.55 a；n2=5.92 m3/t，T2=9.98 a；n3=4.81 m3/t，T3=7.98 a。

3）煤巖量及剝采比。根據(jù)計(jì)算，該方案前10年剝采比為5.13 m3/t，前20年剝采比為5.49 m3/t，根據(jù)開采進(jìn)度計(jì)劃，前10年剝離量為1 025.00 Mm3，其中巖石為814.88 Mm3，松散層為210.13 Mm3，前20年剝離量為2 196.40 Mm3，其中巖石為 1 746.14 Mm3，松散層為450.26 Mm3。

4）生產(chǎn)成本。根據(jù)東露天煤礦的地質(zhì)條件、優(yōu)化的開拓運(yùn)輸系統(tǒng)、開采程序等對(duì)東露天煤礦生產(chǎn)前20年的直接生產(chǎn)成本進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果見表2。

2.2.2 安太堡礦礦界優(yōu)化方案分析

安太堡礦礦界優(yōu)化調(diào)整后，開采包括東露天礦首采區(qū)南部區(qū)域資源及安家?guī)X東北部被930E場(chǎng)地和炸藥庫場(chǎng)地占?jí)旱馁Y源。安太堡礦向東開采，進(jìn)入東露天礦田內(nèi)需先解決過蘆子溝背斜問題。過背斜時(shí)，因煤層傾角較大，露天礦無法實(shí)現(xiàn)內(nèi)排，需要尋求較理想的外排位置；而此時(shí)工作線的長(zhǎng)度又決定著外排量的大小。因此，本方案從過背斜時(shí)控制工作線長(zhǎng)度入手，做出了工作線長(zhǎng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)。

表1 本方案煤巖量關(guān)系

表2 東露天生產(chǎn)前20年直接成本估算

1）采區(qū)劃分及開采順序。將礦界優(yōu)化后的安太堡礦劃分2個(gè)采區(qū)：首采區(qū)和二采區(qū)，采區(qū)劃分及開采順序如圖3所示。

圖3 采區(qū)劃分及開采順序示意圖

為尋求較優(yōu)的工作線長(zhǎng)度，本方案中將600、800、1 000、1 500 m 4種工作線長(zhǎng)度的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，以得到最優(yōu)的工作線長(zhǎng)度，得出具有最優(yōu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的方案。

2）最優(yōu)工作線長(zhǎng)度計(jì)算。工作線長(zhǎng)度縮短時(shí)，理論上采場(chǎng)剝采比隨受南北端幫的影響變大而變大，但由于同時(shí)受到南部現(xiàn)狀收幫采出的煤量剝采比很小的影響，采場(chǎng)的整體剝采比關(guān)系應(yīng)經(jīng)過計(jì)算來確定。同時(shí)受工作線長(zhǎng)度變化的影響，首采區(qū)的剝采比也會(huì)有一定變化。分別計(jì)算600、800、1 000、1 500 m 4種工作線長(zhǎng)度下的各剝采比。

由工作線長(zhǎng)度與剝采比和規(guī)模能力的關(guān)系分析，工作線長(zhǎng)度過短時(shí)則剝采比上升、規(guī)模能力大幅度下降，工作線長(zhǎng)度過長(zhǎng)則主要是剝采比變大且減小了可外排的空間。綜合對(duì)比600、800、1 000、1500 m四種工作線長(zhǎng)度的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)推薦過背斜期間11煤采煤工作線長(zhǎng)度取800 m。

3）方案規(guī)模計(jì)算及技術(shù)指標(biāo)。設(shè)計(jì)推薦在過背斜期間，采場(chǎng)工作線長(zhǎng)度縮短為800 m，過了背斜以后再恢復(fù)到正常工作線長(zhǎng)度。受過背斜期間能力的限制，設(shè)計(jì)推薦生產(chǎn)規(guī)模為16.0 Mt/a。推薦方案過背斜期間的綜合技術(shù)指標(biāo)見表4。

表4 優(yōu)化工作線長(zhǎng)度各方案過背斜時(shí)技術(shù)指標(biāo)

4）方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方式與前方案一致。優(yōu)化工作線長(zhǎng)度后經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表5。

表5 優(yōu)化工作線長(zhǎng)度推薦方案過背斜時(shí)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

安太堡礦換界方案為工作線長(zhǎng)度優(yōu)化開采方案，即過蘆子溝背斜時(shí)，安太堡工作線長(zhǎng)度縮短為800 m，過背斜后工作線長(zhǎng)度延長(zhǎng)至正常工作線長(zhǎng)度，同時(shí)在安太堡礦二采區(qū)內(nèi)已征地范圍內(nèi)新設(shè)置一座臨時(shí)外排土場(chǎng)。

3 優(yōu)化方案分析

本方案位東露天礦避開梨陽坡村、關(guān)閉北嶺煤業(yè)，安太堡礦推薦800 m工作線長(zhǎng)度方案對(duì)兩礦進(jìn)行礦界優(yōu)化。即東露天礦避開梨陽坡村，關(guān)閉北嶺礦，首采區(qū)向西進(jìn)入安太堡礦后備區(qū)；安太堡礦向東進(jìn)入東露天礦田，過蘆子溝背斜時(shí)，工作面南側(cè)沿現(xiàn)狀地表位置靠幫，加快北側(cè)推進(jìn)速度，開采過背斜后逐漸延長(zhǎng)工作線至正常工作線長(zhǎng)度。換界方案兩礦采區(qū)劃分及開采順序示意圖如圖4。

4 結(jié)論

1）根據(jù)上述優(yōu)化方案對(duì)兩礦礦界調(diào)整后，東露天礦近20年的開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)變化不大，但在優(yōu)化了安太堡初期工作線長(zhǎng)度，在其二采區(qū)已征地范圍內(nèi)布置臨時(shí)排土場(chǎng)后，可提前內(nèi)排并降低剝離運(yùn)距和運(yùn)輸高差，大幅度降低前10年的生產(chǎn)成本。

圖4 換界方案兩礦采區(qū)劃分及開采順序示意圖

2）兩礦礦界優(yōu)化開采，不但可以回收北嶺煤業(yè)的資源量，還可多開采出兩礦相鄰處的壓幫煤量、原露天不可采的邊角煤及采礦權(quán)間的空白資源量。

3）礦界向東推進(jìn)后，安太堡露天礦在過蘆子溝背斜的前5年內(nèi)，生產(chǎn)能力受限為16.0 Mt/a左右，但過蘆子溝背斜后，隨著工作線長(zhǎng)度的展開，其生產(chǎn)能力可逐步提升至20.0 Mt/a，其生產(chǎn)規(guī)模得到提升，開采條件得到優(yōu)化。

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【責(zé)任編輯：解連江】

Study on realm adjustment and mining optimization in Pingshuo mining area

WU Mao
(China Coal Pingshuo Group Co.,Ltd.,Shuozhou 036006,China)

Through analyzing the present mining situation of Pingshuo East Open-pit Mine and Antaibao Open-pit Mine,the article studies the mining area adjustment,the mining area exchange and the optimization of the working line length,finally ensures the stability,efficiency,low-cost development of the mines.

open-pit mine;realm adjustment;mining optimization

TD824

B

1671－9816（2017）04－0015－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.04.005

武懋.平朔礦區(qū)礦界調(diào)整與開采優(yōu)化方案研究［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（4）：15-17.

2016-12-01

武 懋（1981—），男，山西朔州人，工程師，現(xiàn)為平朔集團(tuán)設(shè)計(jì)研究中心露天室負(fù)責(zé)人，主要從事露天采礦工藝方向研究工作。