CN109931064B

CN109931064B - 一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法

Info

Publication number: CN109931064B
Application number: CN201910195235.3A
Authority: CN
Inventors: 孙健东; 张瑞新; 王韬; 唐晓骞; 徐钟馗; 郭培; 郭心灵; 张曌
Original assignee: North China Institute of Science and Technology
Current assignee: North China Institute of Science and Technology
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2039-03-14
Also published as: CN109931064A

Abstract

本发明提供一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，该作业方法具体包括如下步骤：在高台阶上进行抛掷爆破，形成爆堆；爆堆上分层的部分岩土通过推土机推向排土场方向，形成拓展台阶；将拉斗铲移设在靠近工作面内侧的位置进行作业，将爆堆上分层剩余岩土排弃至拓展台阶的坡面上；拉斗铲向排土场方向移设，将靠近高台阶底部的爆堆下分层物料倒堆至排土场外侧；靠近高台阶底部的爆堆下分层物料倒堆完毕后，拉斗铲再向排土场方向移设，将爆堆剩余物料继续倒堆至排土场内侧。本发明拉斗铲单位推进距离内可挖掘物料量大幅度增加，提高了拉斗铲的作业效率，同时减少了工作面的作业设备数量，避免了设备之间的相互干扰，提高了作业系统的可靠性与安全性。

Description

一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法

技术领域

本发明属于露天开采技术领域，具体涉及一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法

背景技术

拉斗铲是一种大型的迈步式挖掘机，主要应用于如煤、页岩、黑色金属和有色金属矿石、金矿以及化工与耐火材料等的露天开采和大规模水利工程的挖掘作业等。主要用途是在剥离时把岩石搬运至采空区、露天矿场和水利工程的边缘。它能将大块的岩石搬运到较远的距离，开采的岩石强度较高时，用爆破进行局部或全面疏松。拉斗铲具有线性尺寸庞大(作业半径一般达 100m、自重6000t以上)、造价高昂(2010年价格超过10亿人民币)、作业能力大(年剥离能力约为2000～3000万m³)、作业高效(高于4000m³/h)、作业成本低廉(4～7元/m³)、绿色环保等特点，但拉斗铲移设极为缓慢(约 210m/h)、作业前需要预先平整工作面。

现行拉斗铲倒堆工艺的基本作业流程为：煤层顶板以上40～50m高的岩石经抛掷爆破后，在工作面形成爆堆；首先利用推土机平整爆堆上分层物料，推出推土机拓展平台；然后利用电铲、卡车辅助剥离爆堆上分层，将剥离出的物料排弃至工作面边缘形成二次拓展台阶；最后利用拉斗铲倒堆爆堆下分层物料，并将此处物料排弃至排土场。

现行拉斗铲倒推工艺的缺点为：拉斗铲是一种移设缓慢的大型挖掘设备，适宜在固定位置进行长时间作业。利用电铲、卡车辅助拉斗铲进行作业时，将会导致拉斗铲单位推进距离内可挖掘物料量急剧减少，拉斗铲为了剥离更多的物料势必要进行一定距离的移设，这就很大程度上降低了拉斗铲的作业效率。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中拉斗铲单位推进距离内可挖掘物料的量急剧减少，拉斗铲为了剥离更多的物料就要移设更远的距离，拉斗铲频繁移设将在很大程度上降低了拉斗铲的作业效率和利用率的缺陷。本发明采用拉斗铲独立对爆堆进行倒推，减少了同时作业的设备台数，降低了各个设备之间的相互干扰的可能性，提升了整体的作业效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，所述作业方法包括如下步骤：

S1，在高台阶上进行抛掷爆破，形成爆堆，且爆堆包括爆堆上分层和爆堆下分层。

S2，将步骤S1中爆堆上分层的部分物料通过推土机推向排土场方向，再利用拉斗铲将爆堆上分层的剩余物料和爆堆下分层的物料分别倒堆至拓展台阶的坡面上和排土场上。

如上所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，优选地，所述步骤 S2包括如下步骤：

S201，将步骤S1中爆堆上分层上面的部分物料通过推土机推向排土场方向，形成拓展台阶；

S202，将拉斗铲移设在靠近工作面内侧的位置进行作业，将步骤S201中爆堆上分层上面剩余物料排弃至拓展台阶的坡面上；

S203，拉斗铲向排土场方向移设，将靠近高台阶底部的爆堆下分层物料倒堆至排土场外侧；

S204，靠近高台阶底部的爆堆下分层物料倒堆完毕后，拉斗铲再向排土场方向移设，将爆堆剩余物料继续倒堆至排土场内侧；

S205，拉斗铲完成此作业区域内所有物料的倒堆作业，拉斗铲沿推进方向移设，重复步骤S201～步骤S205的过程。

如上所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，优选地，所述步骤 S202～步骤S203的过程中，推土机将拓展台阶坡面与排土场外侧之间的物料推平，形成贯通工作面与排土场的平台。

如上所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，优选地，所述步骤S205完成后，排土场外侧留下一条联络通道。

如上所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，优选地，所述步骤 S203中拉斗铲向排土场方向移设的距离为10～15m。

如上所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，优选地，所述步骤 S201中同时作业的推土机的台数为2～4台。

如上所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，优选地，所述步骤 S205中拉斗铲移设的距离为100～150m。

如上所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，优选地，所述步骤 S204中拉斗铲移设的距离为70～85m，爆堆剩余物料继续倒堆至排土场内侧的80～120m处。

如上所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，优选地，所述步骤 S202中拉斗铲与工作面内侧之间的距离为50～70m。

如上所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，优选地，所述步骤 S203中爆堆下分层物料倒堆至排土场外侧的30～40m处。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

本发明中经过抛掷爆破形成的爆堆的剥离任务主要由拉斗铲独立完成，无需电铲卡车辅助剥离爆堆上分层，拉斗铲单位推进距离内可挖掘物料量大幅度增加，提高了拉斗铲的作业效率，其次，拉斗铲向排土场方向移设，可以更加靠近排土场内侧，大大增加了排土场可利用的排土空间，而且本发明的作业方法减少了工作面的作业设备数量，避免了设备之间的相互干扰，提高了作业系统的可靠性与安全性。同时本发明中工作平台与现有技术中的工作平台不同，工作面形态也相应改变，无需电铲辅助作业，排土空间也同时增大。

附图说明

图1为现行拉斗铲倒堆作业方法的工作面平面示意图；

图2为图1的左视图；

图3为现行拉斗铲倒堆作业方法中，高台阶抛掷爆破前后工作面的示意图；

图4为现行拉斗铲倒堆作业方法中，推土机处理爆堆上分层前后的工作面示意图；

图5为现行拉斗铲倒堆作业方法中，电铲卡车辅助处理爆堆上分层前后的工作面示意图；

图6为现行拉斗铲倒堆作业方法中，拉斗铲处理爆堆下分层前后的工作面示意图；

图7为本发明实施例中拉斗铲倒堆作业方法的拉斗铲倒堆作业工作面的平面示意图；

图8为图7的左视图；

图9为本发明实施例中拉斗铲倒堆作业方法的高台阶抛掷爆破前后的工作面示意图；

图10为本发明实施例中拉斗铲倒堆作业方法的推土机处理爆堆上分层前后的工作面示意图；

图11为本发明实施例中拉斗铲倒堆作业方法的拉斗铲处理爆堆上分层前后的工作面示意图；

图12为本发明实施例中拉斗铲倒堆作业方法的拉斗铲剥离高台阶下方爆堆下分层物料作业前后的示意图；

图13为本发明实施例中拉斗铲倒堆作业方法的拉斗铲剥离爆堆下分层物料作业前后的示意图。

图中：1、抛掷爆破高台阶；2、需要开采的原煤；3、拉斗铲；4、爆堆下分层；5、电铲；6、爆堆上分层；7、推土机平整爆堆上分层作业区域；8、原始爆堆；9、抛掷爆破后直接进入排土场的物料；10、推土机拓展平台；11、电铲卡车二次拓展形成的平台；12、上一幅作业拉斗铲排弃形成的倒土堆； 13、本幅作业拉斗铲排弃形成的倒土堆；14、爆堆上分层物料；15、排土场外侧；16、拓展台阶；17、排土场内侧；18、联络通道。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1～6所示，为现行拉斗铲倒堆作业方法，现行拉斗铲倒堆作业方法主要包括以下步骤：

步骤1，如图3所示，高台阶的煤层顶板以上40～50m高的岩石上经抛掷爆破后，在工作面上形成爆堆。

步骤2，如图4所示，将步骤1中所形成的爆堆的上分层物料通过推土机进行平整，进行液压反铲刷帮、推土机的平整作业，推出推土机拓展平台10。

步骤3，如图5所示，单斗-卡车辅助拓展平台作业，利用电铲5、卡车辅助剥离爆堆上分层物料14，将剥离出的物料排弃至工作面边缘形成电铲卡车二次拓展形成的平台11。

步骤4，如图6所示，将拉斗铲3移设在靠近工作面内侧的位置进行作业，将步骤2中爆堆上分层6剩余物料排弃至二次拓展台阶的坡面上。

步骤5，拉斗铲3向排土场方向移设，将靠近高台阶底部的爆堆下分层4 的物料倒堆至排土场外侧15。

步骤6，靠近高台阶底部的爆堆下分层4的物料倒堆完毕后，拉斗铲3再向排土场方向移设，将爆堆剩余物料继续倒堆至排土场内侧17。

步骤7，拉斗铲3完成此作业区域内所有物料的倒堆作业，拉斗铲3沿推进方向移设，重复步骤1～步骤6的过程。

由上述现行拉斗铲3倒堆作业过程并结合图1和图2可知，单斗-卡车配合拉斗铲3倒堆作业方法主要过程是，抛掷爆破高台阶1经过抛掷爆破后形成抛掷爆破的爆堆，爆堆经过推土机的平整后，按照平整后构筑的台阶将爆堆分为爆堆上分层6和爆堆下分层4，爆堆下分层4中物料剥离后露出需要开采的原煤2。在完成抛掷爆破后抛掷爆破后直接进入排土场的物料9部分会首先落在上一幅作业拉斗铲排弃形成的倒土堆12上，部分会落在台阶坡面的外侧。针对上分层的物料先利用推土机进行平整，再利用电铲5进行刷帮，然后利用卡车将物料运输到排土场，电铲5配合卡车二次拓展形成的平台作为拉斗铲3移设时的活动平台，一般按照一台电铲5和四台卡车进行工作面布置。拉斗铲3先将上分层剩余物料倒堆排弃至二次拓展台阶的坡面上，形成本幅作业拉斗铲排弃形成的倒土堆13，拉斗铲3再将高台阶底部的爆堆下分层4物料倒堆至排土场的外侧，等靠近高台阶底部的爆堆下分层4物料倒堆完毕后，拉斗铲3再向排土场方向移设，将爆堆剩余物料继续倒堆至排土场内侧17。从以上作业过程中可以看出，拉斗铲3需要频繁的移设，拉斗铲 3由于自身体型较大，移设过程中所花费的时间较长，操作也较为复杂，而且拉斗铲3、推土机、卡车和电铲5都在同一工作面上同时作业，这些设备之间难免会相互干扰，影响整体作业的稳定和安全性。

实施例1

如图7～13所示，为本发明提供的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，独立倒堆作业方法包括如下步骤：

S1，如图9所示，在抛掷爆破高台阶1上进行抛掷爆破，形成爆堆，爆堆包括爆堆上分层6和爆堆下分层4。

S2，将步骤S1中爆堆上分层6的部分物料通过推土机推向排土场方向，再利用拉斗铲3将爆堆上分层6的剩余物料和爆堆下分层4的物料分别倒堆至拓展台阶的坡面上和排土场上。

步骤S2包括如下步骤：

S201，将步骤S1中爆堆上分层6的部分物料通过推土机推向排土场方向，形成拓展台阶16，拓展台阶16上包括原始爆堆8、推土机平整爆堆上分层作业区域7和爆堆上分层物料14，在具体作业时作业的推土机的台数为2～4 台(2台，3台，4台)，可以根据需要平整的物料的体积来布置相应的推土机的台数。

S202，将拉斗铲3移设在靠近工作面内侧的位置进行作业，将步骤S201 中爆堆上分层6剩余物料排弃至拓展台阶的坡面上，在具体实施时拉斗铲3 与工作面内侧之间的距离为50～70m(50m，55m，60m，65m，70m)，以保证拉斗铲3合理的作业半径。

S203，拉斗铲3向排土场方向移设，将靠近高台阶底部的爆堆下分层4 物料倒堆至排土场外侧15，拉斗铲3向排土场方向移设的距离为10～15m，爆堆下分层4的物料倒堆至排土场外侧15的30～40m(30m，32m，33m，34m，35m，36m，37m，38m，39m，40m)处。

S204，靠近高台阶底部的爆堆下分层4物料倒堆完毕后，拉斗铲3再向排土场方向移设，将爆堆剩余物料继续倒堆至排土场内侧17，拉斗铲3移设的距离为70～85m(70m，72m，74m，75m，78m，79m，80m，82m，85m)，爆堆剩余物料继续倒堆至排土场内侧17的80～120m处。

S205，拉斗铲3完成此作业区域内所有物料的倒堆作业，拉斗铲3沿推进方向移设，本实施例中拉斗铲3移设的距离为100～150m(100m，110m， 112m，120m，130m，140m，145m，150m)，重复步骤S201～步骤S205的过程，以进行下一作业区域的倒堆作业。

步骤S202～步骤S203的过程中，推土机将拓展台阶坡面与排土场外侧 15之间的物料推平，形成贯通工作面与排土场的平台。

步骤S205完成后，排土场外侧15留下一条联络通道18，用于设备的维修、生产管理等的车辆进出工作面。

由上述本发明中的拉斗铲3独立倒堆作业过程并结合图7和图8可知，拉斗铲3独立倒堆作业方法的主要过程是：抛掷爆破高台阶1经过抛掷爆破后形成抛掷爆破的原始爆堆8，原始爆堆8经过推土机的平整后，按照平整后构筑的台阶将爆堆分为爆堆上分层6和爆堆下分层4，爆堆下分层4物料经过剥离后露出需要开采的原煤2。在完成抛掷爆破后直接进入排土场的物料9一部分会首先落在上一幅作业拉斗铲排弃形成的倒土堆12上，另外一部分会落在台阶坡面的外侧。针对爆堆上分层6的物料先利用推土机推向排土场方向，形成拓展台阶，将拉斗铲3移设在靠近工作面内侧的位置进行作业，将爆堆上分层6中的剩余物料排弃至拓展台阶的坡面上。然后拉斗铲3再向推土场方向移设，将靠近高台阶底部的爆堆下分层4的物料倒堆至排土场的外侧，等这部分物料倒堆完毕后，再将拉斗铲3向排土场方向移设，将爆堆剩余物料继续倒堆至排土场内侧17。等本幅作业区域内的物料倒堆完毕后，将拉斗铲3沿工作线推进方向移设，再依次重复上述步骤。从以上作业过程中可以看出，针对本幅作业区域内的物料在倒推作业时，先利用推土机进行推土平整，然后剩余的物料倒堆拉斗铲3独立完成作业，这种作业方法不仅大幅减少了拉斗铲3移设的距离和频率，而且同时在本作业区域内的设备台数也相应减少，这就减少了各个设备之间相互干扰的可能性，同时拉斗铲3 向排土场方向移设，可以更加靠近排土场内侧17，大大增加了排土场可利用的排土空间。

实施例2

神华集团黒岱沟露天煤矿作为国内大型露天矿，拉斗铲3得到了广泛的应用，但是在拉斗铲3倒堆作业时存在拉斗铲3移设过于频繁，倒堆作业总线长度过长，拉斗铲3移设所花费的总时间和总距离过大，这也在一定程度上限制了拉斗铲3自身的生产能力。应用本发明中的独立倒堆作业方法后，相比单斗-卡车辅助剥离爆堆上分层6物料14的作业方法，本发明的作业方法拉斗铲3倒堆作业总线长度由1800m缩短至1000m，拉斗铲3每年花费于移设走行的时间减少约40～60h，拉斗铲3有效作业时间得到增加，每年可为矿山降低1000～1500万元的剥离成本，同时减少了燃油消耗所造成的尾气排放，在一定程度保护了环境。

综上所述，本发明的拉斗铲3独立倒堆作业方法针对爆堆上分层6和爆堆下分层4的物料，拉斗铲3独立进行倒堆，不需要单斗-卡车来辅助进行作业，大幅的降低了同一作业区域上布置的设备数量，降低了设备之间的相互干扰的可能性，降低了拉斗铲3移设的频率和距离，增加了排土场可利用的排土空间，使得整体作业系统的稳定性和安全增加，同时也降低了矿山整体的剥离成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，其特征在于，所述作业方法包括如下步骤：

S1，在高台阶上进行抛掷爆破，形成爆堆，且爆堆包括爆堆上分层和爆堆下分层；

S2，将步骤S1中爆堆上分层的部分物料通过推土机推向排土场方向，再利用拉斗铲将爆堆上分层的剩余物料和爆堆下分层的物料分别倒堆至拓展台阶的坡面上和排土场上；

所述步骤S202～步骤S203的过程中，推土机将拓展台阶坡面与排土场外侧之间的物料推平，形成贯通工作面与排土场的平台；

S205，拉斗铲完成此作业区域内所有物料的倒堆作业，拉斗铲沿推进方向移设，重复步骤S201～步骤S205的过程；

所述步骤S205完成后，排土场外侧留下一条联络通道。

2.如权利要求1所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，其特征在于，所述步骤S203中拉斗铲向排土场方向移设的距离为10～15m。

3.如权利要求1所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，其特征在于，所述步骤S201中同时作业的推土机的台数为2～4台。

4.如权利要求1所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，其特征在于，所述步骤S205中拉斗铲移设的距离为100～150m。

5.如权利要求1所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，其特征在于，所述步骤S204中拉斗铲移设的距离为70～85m，爆堆剩余物料继续倒堆至排土场内侧的80～120m处。

6.如权利要求1所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，其特征在于，所述步骤S202中拉斗铲与工作面内侧之间的距离为50～70m。

7.如权利要求1所述的一种露天煤矿拉斗铲独立倒堆作业方法，其特征在于，所述步骤S203中爆堆下分层物料倒堆至排土场外侧的30～40m处。