安太堡露天煤矿原煤运输系统技术改造

王刚

（中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁沈阳110015）

安太堡露天煤矿原煤运输系统技术改造

王刚

（中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁沈阳110015）

根据安太堡露天煤矿输煤系统的现状及存在的问题，提出了有针对性的原煤运输系统技术改造方案，确定了大巷与平巷的最终搭接位置，形成可靠的运输系统，有效地节约了生产成本，降低了环境污染。

露天煤矿；运输系统；技术改造；生产成本

0 引言

安太堡露天煤矿位于山西平朔矿区的中部，东部为正在建设的东露天矿田，南部有安家岭二号井及安家岭露天矿田，北部为正在筹建的安太堡三号井，西部与双碾合作区井田、井东井田及潘家窑合作区井田相连，安太堡露天煤矿面积33.3 km2。

安太堡露天煤矿原煤运输系统改造二期提运工程设计是在安太堡露天煤矿原煤运输系统改造优化的设计基础上进行的设计工作，随着安太堡露天煤矿的开采及工作面的推进，原有的端帮皮带巷道已经不能配合露天矿的运输环境，原煤运输系统改造二期提运工程设计是将原有的端帮皮带巷道进行延长设计。

安太堡露天煤矿原煤运输系统改造二期提运工程设计在露天煤矿的生产过程中极大地减少了汽车在运输环节中的车辆配备数量，减少了运输车辆的燃油消耗和气体排放量,在降低环境污染方面起到了很大的作用,另外也解决了露天煤矿深部开采因运输距离增大而产生的运输效率低下和燃油消耗增加等问题[1-2]。

1 原有输煤运输系统存在的问题

从安太堡露天煤矿开采现状来看，向东继续推进进入芦子沟背斜影响区，该背斜煤层倾角急剧加大，煤层角度约16°，煤层落差高达200 m，随着推进剥采比增加、生产成本增加，在芦子沟背斜影响区范围内剥采比高达6 m3/t。现采掘场东南部已超过矿权界限，如按现采掘场形状继续开采降深，东南部南帮台阶形成一倒置“金字塔”形状，剥离量巨大、而采出煤量较少。

目前，4#煤和9#煤运输大巷正在运行，陷落柱西侧的端帮平巷马上要投入使用，但因陷落柱的出现导致运输大巷施工滞后、端帮平巷同样施工滞后，而导致内排土场滞后于采掘工作面，内排土场排弃容量减少，此部分排弃量运距增加、运输成本增加。

2 输煤运输系统改造的必要性

鉴于原输煤运输系统存在的问题，为提高露天矿经济效益，增强企业竞争能力，并结合露天矿生产能力扩大，对原输煤运输系统进行技术改造是必要的。

在露天矿扩能和输煤运输系统改造的基础上，正是选择合理的破碎和运输方式的好时机，同样也具备内、外部的有利条件，更有利于提高露天煤矿的经济效益、可持续发展和解决环境保护等问题。

3 输煤运输系统技术改造方案

安太堡露天煤矿由西向东开采一采区，4#煤大巷和9#煤大巷在掘进过程中遇到严重风化带，尤其前方遇到陷落柱构造，在风化带后是芦子沟背斜，本次方案设计主要是解决在陷落柱和芦子沟背斜影响下原煤运输系统的改造。

3.1 方案的提出

结合钻孔资料、露天矿开采方向及排土位置，矿建部分的主要技术决策建立在降低露天矿开采成本、尽可能多回收煤炭资源的前提下，充分考虑露天矿采场现状及制约因素，在充分满足安全规程规范要求的同时，通过优化巷道布置、降低建设投资、完善实用功能等措施，达到设计目的。所以对原煤运输系统二期工程提出了帮坡巷道和坑内明胶带运输方案[3]。

3.2 帮坡巷道和坑内明胶带运输方案

4#煤和9#煤端帮带式输送机大巷在芦子沟背斜轴处截断，布置永久端帮平巷，带式输送机大巷布置在11#煤底板岩石中，可移式破碎站随着工作帮由西向东移设。

二期工程输煤巷道采用原设计布置方式，4#煤二段机辅合一大巷与9#、11#煤二段带式输送机大巷保持40 m间距。考虑9#煤层为主采煤层，为降低运输费用和减少露天坑积水对巷道的威胁，二段三条大巷沿9#煤层布置。根据钻孔资料，随着巷道的延伸，至一期工程以东1 441 m后遇到陷落柱和风氧化带，4#煤二段机辅合一大巷与9#、11#煤二段带式输送机大巷，需布置在11#煤层底板岩石中，以减少复杂的地质条件及采空区对巷道产生的影响。

结合露天矿采场的布置，辅助运输巷道沿9#煤延伸至一期工程以东1 174 m后，已不能满足露天爆破对端帮巷道影响的最小安全距离，所以，辅助运输延长段巷道截止在二期工程以东1 174 m后不继续往前延伸，利用4#煤二段机辅合一大巷兼做辅助运输。

3.3 巷道支护方式的确定

根据安太堡露天煤矿输煤巷道的具体位置及围岩条件，而且本次二期工程巷道延伸的建设时间非常紧迫，4#煤二段巷道需要考虑“机辅合一”布置方式，施工技术要求较高。为满足安全和生产需要，巷道的设计和施工必须为大断面巷道[4-7]。

本次二期工程过陷落柱及风氧化带的支护方式，采用锚网喷+锚索+钢架的联合支护。

3.4 大巷和平巷施工滞后影响内排问题

大巷和端帮平巷后期施工位置如图1。

图1 大巷和端帮平巷施工位置示意图

1）位置1到位置2之间大巷和平巷施工滞后影响内排问题分析。根据现场提供的资料，现在已开始使用位置2的大巷和平巷，现输煤大巷和端帮平巷施工滞后，影响了内排土场的跟进。根据现状图综合分析计算：在位置1到位置2之间内排滞后时间约为1个月，内排空间减少约3 000万m3排弃量，此部分剥离量需排弃到更远、标高更高的内排土场（▽1420排土台阶）、运距增加约3 km。

2）位置2到位置3之间大巷和平巷施工滞后影响内排问题分析。大巷和平巷位置3的施工时间约为10个月，故在此10个月施工区范围内，内排土场同样滞后，此时间段内排空间减少1 685万m3剥离量，此部分剥离量需排弃到更远的内排土场、运距约增加2.7 km。

3）位置3到位置4之间大巷和平巷施工滞后影响内排问题分析。陷落柱东侧背斜开始处的端帮平巷位置为最终施工位置（位置4），施工时间约为12个月，故在此12个月施工区范围内，内排土场同样滞后，此时间段内排空间减少142万m3剥离量，此部分剥离量需排弃到更远的内排土场、运距增加约2.4 km。

大巷和平巷在滞后期间对内排容量的影响和运距影响见表1。大巷和平巷最终位置在芦子沟背斜开始处，即图1中位置4（至一期工程以东1 982 m）。此时内排台阶已靠近芦子沟背斜处，不能继续前进，故此时大巷和平巷对内排土场的容量无影响[8]。

表1 内排容量和运距影响汇总

3.5 排水

4#煤二段机辅合一大巷与9#、11#煤二段带式输送机大巷，在11#煤层底板岩石中延伸至一期工程以东1 982 m后，设置一个水窝解决排水问题。

3.6 运输系统

一期工程以东1 982 m处，在露天坑底布置4#煤带式输送机平巷和9#煤带式输送机平巷，分别搭接到4#煤二段机辅合一大巷和9#、11#煤二段带式输送机大巷。坑内布置明胶带连接到露天矿坑底工作帮的4#煤破碎机和9#煤破碎机上。

煤流方向是破碎机→902-3、402-3皮带→902-2、402-2皮带→4#煤带式输送机平巷内的402-1皮带和9#煤带式输送机平巷内的902-1皮带→4#煤二段机辅合一大巷皮带和9#、11#煤二段带式输送机大巷的皮带→主斜井-地面。

3.7 辅助运输方式及设备

辅助运输系统遵照平朔公司使用习惯，采用无轨胶轮车。巷道延伸段布置时，结合现场实际施工的情况，还要考虑后期检修的顺畅以及方便设备运输的需要，本次延伸需布置一条辅助运输巷。

新布置的辅助运输巷与9#煤皮带巷的中心线间距保持30 m，与露天采场9#煤的边坡间距为52.3 m。随着辅助运输巷道的延伸，不能满足露天爆破对井巷工程影响的分析结论，即“露天爆破对端帮巷道影响的最小安全距离为65 m，巷道之间煤柱为35 m，巷道与同层采空区的安全距离为60 m”。为满足无轨运输需要，辅助运输巷道不能继续随着系统延伸，因此利用4#煤机辅合一巷作为辅助运输巷道。

4 结语及建议

巷道延伸方案是在安太堡露天煤矿原煤运输系统改造优化的设计基础上进行的设计工作，所以巷道延伸方案的技术基础和工作基础、设施条件已经成熟。根据地质条件及煤层赋存条件的变化，进行延长巷道的设计工作。运输大巷尽可能沿11#煤底板岩石布置，以回避可能穿越4#煤、9#煤井工矿采空区时的安全隐患。针对芦子沟背斜煤层倾角增大区域，提前背斜轴布置坑内明胶带，系统简单，但服务年限仅至2020年。自2013年至今，由于陷落柱施工复杂，巷道仅向陷落柱内掘进了70 m，直接对露天煤矿内排滞后产生了一系列的影响，巷道延伸方案由于巷道均布置在煤层底板岩石中，施工工期也难以满足露天生产要求。井巷系统的通风、供配电、监测、控制及通信，给排水及供热等，延续输煤系统的已有工程统一考虑。巷道延伸方案不涉及井口场地和设施的修改、扩增。

［1］任利明.安太堡矿运煤系统改造研究［J］.露天采矿技术，2008（1）：24-25.

［2］王东旭.扎哈淖尔露天矿原煤运输系统技术改造研究［J］.露天采矿技术，2016，31（3）：7-10.

［3］田树昆.鄂尔多斯地区中小型露天煤矿端帮压煤回采方法［J］.露天采矿技术，2016，31（10）：17-19.

［4］郭振兴.复杂地质条件下大断面巷道支护方式优化研究［J］.煤炭科学技术，2014，42（3）：12-16.

［5］曾佑富，伍永平，来兴平，等.复杂条件下大断面巷道顶板冒落失稳分析［J］.采矿与安全工程学报，2009，26（4）：424-427.

［6］王卫军，彭刚，黄俊.高应力极软破碎岩层巷道高强度耦合支护技术研究［J］.煤炭学报，2011，36（2）：223-228.

［7］周伟，韩流，才庆祥.内排土场对端帮边坡稳定性影响研究［J］.采矿与安全工程学报，2015，32（4）：671-676.

［8］谢文兵，荆升国，王涛，等.U型钢支架结构稳定性及其控制技术［J］.岩石力学与工程学报，2010，29（S1）：3743-3748.

【责任编辑：解连江】

Technology transformation of raw coal transportation system in Antaibao Open-pit Mine

WANG Gang
(China Coal Technology and Engineering Group Shenyang Design&Research Institute,Shenyang 110015,China)

According to the present situation and existing problems in raw coal transportation system,the article presents the technology transformation plans of raw coal transportation system,determines the final bonding position to form the reliable transportation system,which saves costs of production and reduces the environmental pollution.

open-pit mine;transportation system;technology transformation;cost of production

TD57

B

1671－9816（2017）08－0033－03

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.08.009

王刚.安太堡露天煤矿原煤运输系统技术改造［J］.露天采矿技术，2017，32（8）：33-35.

2017-03-13

王刚（1985—），陕西渭南人，工程师，硕士，2012年毕业于中国矿业大学（北京）采矿工程专业，主要从事采矿设计工作。