浅析露天采矿机在我国露天煤矿的实际应用效果
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摘 要：介绍了露天采矿机的作业方式、开采工艺和适用条件，分析了我国露天煤矿的资源条件和生产现状，认为将露天采矿机用于我国露天煤矿采煤作业，有利于实现物料的选采，提高资源回收率和采出原煤的质量。
关键词：露天采矿机；露天煤矿；单斗挖掘机；资源回收率
中图分类号：TD421.6+4 文献标识码：A
露天采矿机是从道路机械和井下综采机组移植开发的一种新型露天采矿设备，自1981年在一些国家露天矿开始使用以来，在开采薄矿层及复合层状矿床的选采方面日益显示其优越性。我国在开发的大型露天煤矿（产量规模10Mt以上）有平朔、霍林河、伊敏河、准格尔等10余个，探讨露天采矿机在我国露天煤矿的应用具有重要意义。
1 资源条件
我国现开发的大型露天矿开采的均为结构复杂的近水平或缓倾斜复合煤层，煤层特征见表1。
我国露天矿煤层赋存具有如下特点：
矿区煤层多，主采煤层只占可采煤层总数的1/2～1/6，而且煤层结构复杂。
常温条件下煤及围岩的硬度都不大，但由于大部分露天矿处于东北严寒地区，冬季物料冻结后硬度急剧增加。
围岩中存在空间分布不规则的硬夹层。
2 生产条件
现阶段，我国露天煤矿普遍采用不同规格的单斗挖掘机用于工作面采煤作业。大型单斗挖掘机具有可靠性好，机动性高，生产能力大，可匹配的运输设备多等优点，但选采效果差。应用单斗挖掘机采掘时，小于1m的薄煤层很难实现分采分运，致使煤炭采出率降低；同时损失的煤炭作为剥离物排弃，堆积造成煤的自燃，污染环境。另一方面，薄层的夹矸无法剔除，开采过程中矸石混入原煤降低煤质，影响企业效益；而且增加了无效运输及电厂的灰渣和矸石处理量，造成社会资源浪费。即使厚度大于1m的煤层和夹矸层选采，也因为台阶高度过低而严重影响大型单斗挖掘机的效率。
3 露天采矿机
3.1 作业方式
露天采矿机一般采用分层铣削方法开采，即露天采矿机在一个平整的场地工作，通过一层接一层地铣削地面物料完成施工，如图1所示。如果每一层切削深度相同，则只需在设备上设定一次即可连续的完成全部开采作业（机器在铣削弯道时也是连续的）。根据开采台阶划分和推进方向不同，露天采矿机的开采方式可分为4种，如表2所示。
3.2 开采工艺
露天采矿机应用灵活，既可与矿用自卸卡车配合，也可直接与带式输送机配合组成连续开采工艺系统。露天采矿机-卡车工艺灵活性高，且露天采矿机挖掘的工作面无需平整就能满足汽车行驶的要求，因此特别适合于选采复合薄矿层，工艺系统布置如图2所示。露天采矿机-带式输送机连续工艺能充分保证采矿机生产效率的发挥，而且能够在0°～15°的纵坡上作业，使用范围较广，工艺系统布置如图3所示。
工艺作业示意图
3.3 适用条件
露天采矿机集“穿、爆、采”功能于一身，几乎所有的采矿机都具有很高的切割力，适用于露天矿选采作业，可广泛应用于如下情况：
（1）复杂条件下煤层的选择开采及残煤的回采。
（2）可维护煤层底板的完整性，避免穿孔、爆破情况下的采煤作业。
（3）可对长期需要进行选采作业的薄煤层及需要剔除的矸石进行连续作业。
（4）露天采矿机的生产能力与中型轮斗挖掘机相当，因此适用于厚度不大、赋存较为稳定但物料强度较大的矿床开采。
3.4 古莲河露天煤矿应用实例
由于5＃煤层结构复杂，夹矸多、含矸率高、发热量低，在露天矿生产初期此煤层年产量占露天矿年产量的比重大。5#煤选用液压挖掘机配合91t卡车选采，选采难度大，煤炭含矸率高而且回收率比较低。2009年3月开始采用维特根2200SM露天采矿机选采，采矿机预对选采煤分层和夹矸分层进行切割、破碎，煤直接装入电厂车辆运出工作面，夹矸直接排弃。此选采方案相对于液压铲选采方案节省露天矿费用10元/t。维特根2200SM露天采矿机选采精度可达到0.2m，其选采后含矸率为7.74％，较选采前含矸率降低17.67％。极大的提高了煤炭发热量和回收率。
结论
由以上分析可以看出，露天采矿机采用分层的开采方式，可以适应我国露天煤矿煤层结构复杂、选采要求高的资源条件，在我国拥有较广泛的应用前景。国外应用经验表明，露天采矿机可实现连续开采，大幅度提高劳动生产率，增加矿山生产能力。在复合煤层和薄煤层的选择开采中，可提高原煤质量，节省选煤和矸石运输费用，减少资源损失，提高矿山经济效益。因此在我国推广应用露天采矿机有望改变露天煤矿的生产工艺现状，大幅度提高矿山企业的经济效益。
参考文献
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