倾斜煤田露天开采运输方式探讨
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摘要：对露天开采中各种运输方式的优缺点及适用条件进行分析，以经济合理、技术可行作为原则，对于倾斜煤田条件下的大、中、小型不同规模露天矿所应选择的合理开采运输方式进行研究。
Discussion on Transportation Modes Of Open-pit Mining With Inclined Coal-filed
ABSTRACT: Analyze the advantages and disadvantages of different transportation modes in open-pit mining, do research on reasonable transportation choice in large, medium, and small size of open-pit mining under the conditions of inclined coal-filed, with the principles of economically reasonable and technical feasibility.
KEYWORDS: Inclined Coal-filed; Open-pit Mining; Transportation Mode
中图分类号：TD82 文献标识码：A文章编码：
0 前言
纵观我国露天采矿的发展史，露天开采的工艺种类比较单一。第一个五年计划发展阶段，露天煤田大部分是倾斜煤田。而且工艺主要是单斗-铁道开采运输工艺，少数采用单斗-卡车开采工艺。80年代起，在重新把发展露天采矿作为增加煤炭产量的措施后，加速了露天煤矿的开发建设，这—时期露天煤矿大部分是近水平煤田， 而且以单斗-汽车为主要开采运输工艺。在我国倾斜煤田露天开发过程中，在各方面特别是单斗-铁道工艺方面取得了许多宝贵的经验。但从目前看，随着矿坑深度的加深，传统工艺中运输方式的弊端越来越突出，因此对倾斜煤田开采运输方式进行研究已成为一个重要课题。
露天开采中使用的运输方式多种多样。按作业特征，运输方式可分为：独立式运输和联合运输两种。
1 独立式运输
1.1 铁道运输方式
单斗-铁道工艺在我国倾斜露天煤矿中占有比例较大，五六十年代建设的露天煤矿大部分采用该种工艺。从生产实践经验看，铁路运输的主要优点有：（1）设备可以立足于国内，运输能力大，每年可达2000-3000万m（5000-8000万t）（2）设备和线路较为坚固，备件供应可靠（3）运输成本低（4）对矿岩性质、块度以及气候条件的适应性强（5）在生产管理中积累了丰富的经验。其缺点是：（1）延深工程制约露天矿产量规模（2）矿坑要求的几何尺寸大， 由于 一般都采用纵采的开采程序，再加上运输线路限制坡度小，曲率半径大，因而矿山基建工程量大，基建投资大，基建期长（3）在日常生产组织中，由于线路的移设和维修量大，新水平延深作业效率低，因而管理复杂（4）在倾斜矿床中要靠不断延深来获取煤炭资源，因此难于实现内排，使非工作帮暴露时间长，致使边帮稳定程度较差，导致非工作帮坡角较小，剥采比较大（5）由于铁道运输克服坡度能力小，致使运输效率及矿山效益均变差（6）矿山开发的规模受运输能力的制约。
1.2 自卸卡车运输方式
目前单斗-卡车工艺在我国近水平矿田占有相当大的比例，但在倾斜煤层由于初期建矿时受设备供应影响，所占比例较小。自卸卡车运输方式的主要优点是：（1）与铁道开拓方式相比，线路工程量少，基建时间短，基建投资少（2）机动灵活，便于分采分运（3）可以充分利用地形设置多出入沟，便于分散车流，就近排土，提高运输效率（4）新水平开拓延深快（5）可以实行横采，从而易于实现内排，进一步缩短运距。其主要缺点是：（1）汽车运输的劳动作业量大（2）需要紧缺的燃料以及消耗昂贵的备件和轮胎，致使汽车立方公里运费很高（3）对于全线纵采的倾斜露天矿，随矿坑降深，卡车提升高度急剧增加，因此使卡车轮胎的耐用效率也急剧降低（4）由于大功率柴油发动机的使用，汽车排放出大量有害气体，污染大气，从而导致水资源和土壤污染、植被破坏。虽然许多矿山采取了种种措施，但从总体来看，这些对减轻环境污染强度影响不大。并伴随一系列由于污染环境处以的罚款制裁，同样降低了企业的经济效益。
1.3 带式输送机运输
带式输送机作为连续作业设备，具有以下优点：（1）可以保证挖掘机连续作业，与间断作业式设备相比、挖掘机能力可提高10-35%。（2）运输能力大，带宽为1.8-2.0m的带式输送机，能力和标准轨铁道相当；带宽为1.2-2.4m的输送机，能力和900mm轨距的铁道相当。（3）爬坡能力大，最大可达到17°-18°（4）易于实现自动控制，提高劳动生产率。（5）经济效益好，一般输送机的运输成本约为汽车运输的50-60%。但带式输送机投资较高对物料特性和块度要求较高，受气候影响较大。
2 联合运输
在倾斜煤田的条件下露天运输过程中，如果单一的运输方式无法达到经济合理，或技术的简单实现，可根据矿床赋存条件，地形条件，开采深度等因素采用不同的运输组合方式，充分发挥各种运输方式特点，完成运输任务，获得较大的经济效益。
2.1 卡车-铁路联合运输工艺
卡车-铁路联合运输方式，综合了铁路运营费用低、运距和运量大及汽车运输机动灵活的特点，但需增加矿、岩转载设施和设备。
卡车-铁路联合运输的转载形式一般有以下几种：（1）直接转载（2）电铲或前装机转载（3）矿仓转载。
2.1.1 直接转载
直接转载是汽车在转载平台上直接向列车中卸载。优点是无需机械设备、施工简易。但该种方法下汽车、车辆相互影响大，降低设备效率较多。转载过程中容易损坏车辆和偏载、跑矿。转载平台建成为单侧转载或双侧转载。站台墙可用砖、石或钢筋混凝土结构。站台帽和车档宜用钢筋混凝土结构。转载平台尺寸规定如下：
车档高度不小于汽车车轮高度的三分之一加0.14-0.15m
站台高度H=h1+h2+a-H1 （2.1）
式中h1—铁路轨道高度，m；
h2—矿车高度，m；
a—安全间隙，0.3m；
H1—汽车车厢举升后离地面的最小距离，m。
铁路中心线与站台外缘的间距D应满足式（2.2）：
D=B1/2+(0.25-0.3) （2.2）
式中D—铁路中心线与站台外缘距离，m；
B1—车辆宽度，m。
2.2.2 电铲或前装机转载
电铲转载时，通常汽车在非工作帮某一台阶的上部平台，将矿岩向下卸在台阶坡面上；挖掘机在下部平台将矿岩装入铁路车厢,矿岩也可卸入沟内，挖掘机在沟底进行上装，前装机则多采用平装方式。