1、露天采矿技术 2011 q-g 5期 55 可移式破碎站合理移设步距的研究 周龙义 (大地工程开发(集团)有限公司，北京100102) 摘要：露天矿今后发展的总趋势是将采煤工艺中的破碎站布置于采掘场内。文中通过对布置于采掘场 内可移式破碎站的移设过程分析，针对可移式破碎站不同移设步距时对露天矿剥采排工程的影响，应用经济 学原理进行研究，计算并优化了破碎站的移设步距，为企业赢取了更好的经济效益。 关键词：可移式破碎站；采掘带宽度；移设步距；动态总费用 中图分类号：TD 824 文献标识码：B 文章编号：16719816(2011)05005503 Study on reasonable adva
2、ncing distance of movable crushing station ZHOU Long-yi rD Engineering Development(Croup)Co， 弛Beiing 100102，China) Abstract：The trend of open-pit mining development is locating crusher station in pitThis article anyzed the process of the feed breaker station relocating in pit and the effection of th
3、e process to mining、transporting and dumpingAfter analyzation，calculated and optimized the advancing distance of the feed breaker station with the economic theoprovided the superiority On mining onomic effectiveness Key words：movable crushing station；mining width；advancing distance；total expenditure
4、 1概述 改革开放以来建设的大型露天煤矿主要特点是 产量大幅提高，开采深度大，平均在150200 m以 上，煤炭从采掘场运至地面的卡车平均运距在3 km 以上，卡车运费大幅增加。为了节省露天矿的运输费 用，趋向于将采煤半连续开采工艺的破碎环节从露 天矿采掘场坑边半固定式破碎站改为布置于采掘场 内采煤平盘上的可移式破碎站，破碎后的煤通过布 置在端帮下巷道内的带式输送机运至地面。可移 式破碎站的移设是半连续开采工艺的核心问题之 一。移设步距的大小直接影响半连续开采工艺的使 用效果【， 。 从工作线推进及排土作业考虑，基于内排作业 方式特点(由下至上排弃，下部排土台阶排出足够的 空间后上部台阶才可进
5、行排土作业)，理想状态是， 为不影响工作线推进及不占用内排空间，破碎站应 随采掘带推进而及时移设。然而从经济角度考虑，破 碎站移设频繁，移设费用大，且相应挖掘机的端帮短 收稿日期：2011-08-08 作者简介：周龙义(1971一)，男，高级工程师，1993年毕 业于中国矿业大学水文地质与工程地质专业，现任职于大地 工程开发(集团)有限公司露天设计研究院，从事露天矿设计 与研究工作。 平巷及与端帮平巷连接的硐室增多，从而增加了端 帮短平巷及连接硐室的掘进费用。若破碎站移设步 距大，则可减少破碎站移设次数，减少移设费用和端 帮短平巷及连接硐室掘进费。 本文从采运排工程发展关系人手，以最佳经济 效
6、益为准则，推算近水平露天煤矿可移式破碎站合理 的移设步距，并获得不同移设步距与总费用的关系。 2破碎站“滞后”移设对剥采排工程的影响 在破碎站移设步距与采掘带宽度(采掘带宽度 为 )一致的条件下，实现全部内排时的初始位置基 本不受影响，此时采掘场内的剥、采、排工程正常同 步推进，采煤自卸卡车从工作面将毛煤分别运往破 碎站，剥离自卸卡车将剥离物从工作面分别经两端 帮运往内排土场排弃。 在破碎站移设步距大于采掘带宽度，如破碎站 移设步距为2A时，其破碎站移设程序如下： 随着工作线向前推进，当口破上部平盘向前 推进两个采幅即2A时，口破移设，此时，下部破碎站 b破由于受上部口破滞后移设影响，其上部平
7、盘尚未 推出足够的宽度(2A)，不具备移设条件。同样，受口破 滞后影响，b破下部平盘受影响部分也无法向前推 进，而不受影响部分则可继续向前推进，口破下部平 56 露天采矿技术 2011年第5期臣耍团 盘形成“凸岛”，内排土场受凸岛影响，其相应部分排 土工作线无法作业，排土工作线也行成“凹形区”。 随着口破移设后，b破上部平盘可进行开采， 当推出两个采掘带宽度，b破具备移设条件并进行 移设。 6破移设后，下部受影响的凸岛具备了作业 条件而开始向前推进两个采掘带宽度，随凸岛推进， 内排凹形区可随其向前排弃。 上述破碎站的周期移设，对煤的坑内运输和部 分剥离、内排产生一定的影响。 运煤方面，。破移设
8、前，受破移设滞后影响， 运往口破的煤运距增加，计算得煤的运距增加为 。b破移设前，受b破滞后移设影响，运往b破煤 的运距增加，计算得煤的运距增加为 。 排土方面，b破移设前，下部b破滞后移设对内 排空间影响较大，与同时期剥离量相比，内排空间不 足，部分剥离量需外排，计算得增加的外排量为 ， 与内排相比，此部分的运距增加 。 b破移设后开始，由于部分剥离量已经进入外 排土场排弃，随着工作线继续推进，与剥离量相比， 内排收容空间有富余，但由于每次破碎站的移设循 环总会在内排土场工作线上形成凹形区，与破碎站 即对移设条件下的双环运输相比，内排运距有小幅 增加。经计算，在破碎站移设步距为2A时，每移设
9、 周期受影响排土量为 ，排土运距增加 。 其他移设步距的移设程序对煤的运距和内外排 影响道理相同。 3破碎站不同移设步距经济指标 根据破碎站的不同移设步距，计算出相应的经 济指标，其费用最小者则为经济合理移设步距。根据 露天矿生产规模并考虑后期扩大生产规模，工作线 推进强度按 计算，采掘带宽度为 ，以破碎站即时 随采掘带的开采移设为参照，分别以采掘带宽度的 整数倍A、 、3A、4A 计算破碎站移设步距的 经济指标。 (1)投资。由于破碎站滞后移设造成煤及内排的 运距增加，相应运煤卡车及剥离卡车数量增加。为了 便于研究，破碎站移设步距以采掘带宽度A为论证 基础，因此设计仅考虑破碎站移设步距不同时
10、所影 响的年剥离量的综合运距的增加，即仅考虑不同移 设步距时剥离卡车数量的增加。 由于破碎站滞后移设造成煤及内排的运距增 加，相应运煤卡车及剥离卡车数量增加。 运煤卡车初始投资为 ： 鲁蛆 (1) 埘 。 。t 式中：|s。 初期运煤卡车投资，万元； p 一煤的单位质量，kgm ； c。1_运煤卡车单价，万元； 广当破碎站移设步距为 时相对于移设 步距为A时卡车增加的运距，km； 年运输煤量，10 m ； m。 1_运煤卡车每车实际装载量，t； 一运煤卡车运行速度，kmh； 一运煤卡车台年有效工作时间，h。 同理剥离卡车的初始投资为 s ： 盟 (2) myVty 式中： 一由于破碎站移设而影
11、响的年剥离量，万m，。 从可移式破碎站初始布置在坑内到第一次移设 期前，由于坑内破碎站占压了一部分采煤台阶，造成 内排土场滞后，内排空间不足，此时一部分剥离需要 排弃到外排土场，从而增加卡车运距和运输费用，这 部分一次性投入可看作是投资。破碎站不同移设步 距时初始影响剥离量的投资为 Sw=MoloC (3) 式中： 一初期外排运营费投资，万元； C 剥离单位运输成本，元kmm 。 可移式破碎站的初期投资为 So=Sm+s + (4) (2)年运营费用。可移式破碎站的年运营费用包 括破碎站及端帮短平巷内带式输送机的移设费用、 井巷工程费用和物料的运输费用。 可移式破碎站的年移设费用为 cv=军
12、(5) 舭 式中： 一可移式破碎站的台数，台。 井巷工程费用为 Gh=(ChELj+ndcd) (6) ，c 式中： 一端帮短平巷的单位成本，万元m； 厶一第j台可移式破碎站所在的端帮短平巷的 长度，m； n厂硐室的个数，个； c厂硐室的成本，万元。 (下转第67页) 露天采矿技术 2011年第5期 67 电片位于电机正负电刷之间，被固定在为固定电机 刷杆而采用的绝缘环上。在环火形成之前，电机整流 子上只要有电弧形成，电弧电流的部分或大部分磁 通将通过放电片构成回路，而磁通总是力求通过磁 阻最小的路径，迫使电弧向放电片方向迅速移动，从 而使电弧因拉长熄灭。如果放电片烧损过于严重，势 必影响灭弧
13、效果。一般规定当放电片放电端剩余部 分为总长度的23时，要予以更换。 解决办法：更换放电片。 3结语 以上是自己多年检修经验的总结，有许多不足 之处还需要在实践中不断地去完善。将产生该种故 障的各种可能原因整理归纳展示给维修人员，对增 进人们在这个问题上的认识，提高检修速度，有着特 定意义。 (上接第56页) 物料的移运费用为 C呵= +三yk c， (7) 式中：c脚煤的单位运输成本，元，kmt。 可移式破碎站的年动态运营费用为 Co=Cy+ +c肼 (8) (3)总费用。为了确定露天矿可移式破碎站的合 理移设步距，研究采用动态折现法对不同移设步距 的经济指标作进一步对比。 计算时期选取从可
14、移式破碎站布置完成开始连 续开采n年，以计算总费用作为衡量指标。当破碎站 的移设步距为k倍的采掘带宽度时的n年折现总费 用计算公式如下： =So+“cD( ，i，t) (9) 式中： 标准折现率，按10； ，广折现年限，a； 卜历年运营费； ( ， ， )一现值系数，即P=喃。 采用总费用最小法确定出可移式破碎站的合理 移设步距，若 =min卜憎(zl、 、历五) (1o) 即可移式破碎站的合理移设步距为m倍的采掘 带宽度。 4实例分析 某露天煤矿的生产规模为1500 Mta，年推进度 170 nda，采掘带宽度40 m，煤经电铲采掘后分别装 人108 t和32 t自卸卡车运至布置在邻近端帮的
15、2 台套坑内可移式破碎站，破碎后再经巷道内带式输 送机运至地面。剥离采用220 t自卸卡车通过端帮运 输平盘进入内排土场排弃。 研究通过分析计算，在破碎站移设步距分别为 40 m、80 m、120 m、160 m和200 m的情况的下总费 用见表1。 表1 可移式破碎站不同移设步距时20年折现总费用表 经济指标万元 40 80 120 16O 200 初期静态投资0 54436 1 06809 1 81228 2 4211 运营费用 1 644 1 05230 98167 1 04943 1 1760 动态运营费折现总额14 306A3 12 12878 1 1 31471 12 09569
16、13 56029 动态支出总额 14 30653 12 67354 12 38280 13 997 15 98180 I，UUU l6 000 V T l5 000 Ip 14 000 ； 13 000 12 000 嚣ll 000 器 10 000 40 8O l20 16O 200 一总费用 14 3065 l26735 12 3828 l3 9O79 15 9818 图1 不同移设步距总费用曲线图 根据表1，得出总费用曲线见图1。 从表1可以看出，可移式破碎站的初期投资随 着移设步距的增大而增大，而年运营费用则随着可 移式破碎站的移设步距的增大呈先增大后减少的趋 势。通过20 a动态折现
17、后可移式破碎站的移设步距 在120 m时的总费用最低(如图1)。故本矿的可移 式破碎站的合理移设步距为120 m。 5 结论 本文通过对采掘场内可移式破碎站的移设过程 的分析，针对可移式破碎站不同移设步距时对剥采 排工程的影响，进而推演出可移式破碎站不同移设 步距的总费用计算公式，以总费用最小为原则确定 出可移式破碎站的合理移设步距。 破碎站合理移设步距的确定方法对露天矿设计 和工程实践都有重要的意义。 参考文献： 1车兆学，才庆祥，刘勇露天煤矿半连续开采工艺及应 用技术研究M徐州：中国矿业大学出版社，2006 2车兆学。翟正江，杨云浩露天矿破碎站移设步距的研 究J中国矿业大学学报，2001
