煤炭工業是全球經濟發展的支柱,美國、澳大利亞、俄羅斯等世界產煤,大國都把露天開采作為煤炭工業發展的重點。目前世界上采用的工藝與設備大致分為間斷、連續與半連續3種類型。隨著近年來世界經濟快速增長對煤炭等能源需求的增大,發達國家的露天煤礦開采及輸送技術發展迅猛,新工藝、產品、新技術不斷涌現和完善。這些工藝的不斷發展既是與決定開采方式的因素相適應的結果,同時與工藝相匹配的新設備(皮帶機、刮板機等)的運用也決定了未來采礦業的發展方向。
影響因素分析
采礦工藝及設備的選擇研究是復雜的大系統問題,它具有多因素和非確定性的特點,與氣候條件、物料性質、賦存狀態、運排條件、剝采強度等有關系。但是在多方案的比較中,要緊緊抓住最主要因素,兼顧次要因素,才能選出更合理且符合實際的工藝方案。
1)自然環境
自然環境包括氣溫、風速、凍結天數與溫度、植被等等。不利氣候對連續工藝的采用產生較大影響。凍結天數與溫度將影響輪斗年作業時間;大風及嚴寒會降低挖掘機、皮帶機等設備的作業時間和作業效率以及增加處理凍塊、皮帶沾黏等輔助作業工程量。以我國露天煤礦為例,勝利、平朔和準格爾礦區凍結天數在150~170d,霍林河、白音華、伊敏等礦區年平均凍結天數都在200d以上,霍林河甚至達到286d,伊敏凍土深度達到3.24m。1.2礦床賦存特征礦床賦存特征包括礦巖性質、埋藏條件、地形條件等等,是工藝選擇的基礎。
2)礦巖性質
物料硬度的不同對工藝的選擇有決定性的影響。露天煤礦物料可以劃分為松軟表土及風化層、巖石和煤層等3種,同時巖石又由于硬度不同大致分為軟巖、中硬巖和硬巖。采用半固定式或它移式破碎站工藝系統,這也限制了采運設備的大型化。我國露天煤礦主采煤層個數一般為1~3層,如勝利、平朔、準格爾、伊敏和寶清等。主采煤層個數多的煤田霍林河煤田、扎哈淖爾,其它露天礦煤層結構一般為簡單或較簡單煤層,最主要煤層無須選采。對于煤田中超過20m的煤層宜采用大型設備和移動式連續工藝,但在煤層個數多,分煤層厚度較小的礦區,適宜采用半固定或者它移式系統。一般說來,若露天煤田煤層傾角較小,為水平或近水平煤田,傾角小于5°的露天礦對于工藝選擇制約不大。若煤田局部受到構造影響,煤層傾角較大則對于吊斗鏟的應用影響較大。