猫儿沟煤矿半连续开采工艺的应用

摘要：半连续开采工艺因其节省成本，开采效率高等特点，已经被广泛应用于露天煤矿的开采技术和工艺中。本文笔者以猫儿沟煤矿为例，首先阐述了半连续开采工艺的特点，并结合猫儿沟煤矿的实际情况，分析了该项目半连续开采背景、开采工艺的条件及开采应用的特点。具有一定的实践参考价值。

关键词：半连续；开采工艺；猫儿沟；应用

1 煤矿半连续开采工艺的特点

首先，半连续工艺一种介于连续开采与间断开采之间的一种工艺，其连续性主要是指不同环节的物料流的连续与否，简单地讲就是在开采过程中有些环节物料流是连续的，有些则是不连续的，各种方式变化不同。开采挖掘作业的环节由单斗铲进行，并大多是连续的轮斗挖掘机。而运输装卸的步骤大多是利用汽车或者轨道车通过带式传输方式输送。如果开采地质的岩石硬度较高，或者软硬兼具则应当以间断式为主，如果土层是较为松软的，则以连续开采为主。其次，在选择半连续工艺开采方式之前，应当对开采地区的自然环境，特别是地质、地貌和气候水文中的煤层、土层构造等进行详细的勘探和分析。煤层倾斜度不高、地质构造简单的地区基本上都可以采取此方式，比如大多数的露天煤矿。而为了不影响开采设备和机械的正常运转，一般开采环境的气温不应低于10℃，以防泥浆类物料冻住。

2 猫儿沟煤矿半连续开采背景

首先，在对猫儿沟煤矿进行开采之前，有关部门将山西曲沙万煤业有限公司和山西河曲猫儿沟煤业有限公司进行整合，并新增了约0.65km2的面积，最终猫儿沟煤矿项目涉及面积约为5.62km2，山西煤炭运销集团猫儿沟煤业有限公司正式确立，在该区域煤矿的规模达到了1.20Mt/a，猫儿沟煤矿符合半连续开采工艺的实施。因此，为了适应煤炭市场需求，推

动地方煤炭工业发展，高标准、高起点，提高煤炭生产企业的经济效益，落实省政府关于“资源整合、关小上大、联合改造、淘汰落后、优化结构”的指导方针，满足山西省煤矿企业兼并重组整合的需要，按照山西省人民政府办公厅晋政办发[2009]100号文件《关于山西省人民政府办公厅集中办理企业兼并重组煤矿证照变更手续和简化项目审批程序有关问题的通知》和山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发[2009]41号《关于忻州市河曲县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复》文件精神，并且根据整合后煤田面积大（5.6181）、煤层厚度大、埋藏浅的特点，2010年初忻州市人民政府以“忻政函【2010】37号”文向山西省煤矿企业兼并重组工作领导组提交《关于山西煤炭运销集团猫儿沟煤业有限公司变更开采方式的请示》的函，2010年8月18日山西省煤矿企业兼并重组工作领导组以“晋煤重组办发【2010】56号”文批准了山西煤炭运销集团猫儿沟煤业有限公司由矿井开采变更为露天开采的请示。本矿属于资源整合建设项目，属于中型露天煤矿。

3 猫儿沟煤矿半连续开采工艺的条件

首先是露天矿地形条件、煤层赋存条件、构造及采空区分布情况：露天煤矿开采境界范围内地形条件复杂，沟谷纵横，地形高差较大；开采煤层较多（5层），煤层厚度相对较小，5个可采煤层中只有8煤和13煤平均厚度大于10m（8煤平均厚度10.42m，13煤平均厚度14.27m），但8煤已大部分被采空，其余几个煤层其最大厚度不足5m，平均厚度仅大于1m；煤层赋存稳定，全区分布，倾角平缓（仅1°～2°）；地质构造简单，仅在矿田西南部发育有3条断层，即F3、F4、F5，断层落差均小于30m，矿田内未见陷落柱，未发现岩浆侵入现象。

其次是排土条件，其地形条件复杂，外排条件较差。。露天矿西部境界位于黄河东岸山坡上，南部境界位于县川河北岸山坡上，东部与山西忻州神达大桥沟煤业有限公司相邻，东部境界横切龙门沟、财源沟、邓草沟、猫儿沟等几个天然冲沟（雨季时其汇水流入县川河，再汇入黄河），北部境界地形较高，位于县川河及其北部―北郑沟的分水岭上。北郑沟位于露天矿北部开采境界外，沟长约2.4km，沟底和分水岭最大高差约140m，外排土场只有设在北郑沟上才能满足外排容量要求。

最后是气候条件。本区属大陆性气候，气候特点是温凉干燥，四季分明，冬季少雪，春季干燥多风，夏季雨量集中，秋季短促凉爽。本地区年均气温8.8℃，冬季平均气温为-9.4℃，极端最低气温为-26.9℃（1977、1980年）；夏季平均气温为23.9℃，极端最高气温为38.4℃；年降水量46.66-559.9mm，平均334.52mm。无霜期240d左右，冰冻期180天左右，由十月上旬到次年三月下旬，最大冻土深度1.27m。本区3、4、6月多风，风向多为WSW或W，最大风速16m/s。

5 猫儿沟煤矿半连续开采工艺的应用

随着社会发展和科技进步，我国制造能力和工艺设备的研发水平日益提升，人们对于环保高效的理念越发的重视，类似于猫儿沟这类露天煤矿的改进或者扩建，都比较符合半连续开采工艺价值和发挥，满足了人们对于生产集约化和规模化高效生产的要求。

5.1 拉斗铲倒堆开采工艺

猫儿沟煤矿中运用的拉斗铲倒堆开采工艺。拉斗铲倒堆开采工艺是集采、运、排于一体的剥离物开采工艺，该工艺在简化生产环节的同时，也大大降低了露天矿的剥离成本，因此在有条件的露天矿应首选用拉斗铲倒堆开采工艺。本矿煤层倾角1°～2°，从煤层倾角考虑比较适合采用拉斗铲倒堆开采工艺。但根据本矿煤层赋存条件，本矿计划开采自上而下8、9、11、12、13号5个可采煤层（其中13号煤层是主采煤层，其厚度平均14.27m），8煤顶板至13煤底板厚度在50m～80m之间，如果采用拉斗铲倒堆开采工艺开采13煤顶板以上剥离物，则13煤以上煤层无法选采，造成资源浪费，这显然是不可取的；如果采用拉斗铲倒堆开采工艺开采8号煤顶板以上剥离物，则拉斗铲设备规格过大，导致露天矿投资过高，另外拉斗铲设备昂贵，生产周期长，操作难度大，针对本矿生产规模等具体条件，本设计不预推荐拉斗铲倒堆开采工艺。

5.2 单斗―卡车+半固定破碎站―带式输送机半连续开采工艺

猫儿沟煤矿中单斗―卡车+半固定破碎站―带式输送机半连续开采工艺。本工艺同时具有单斗―卡车工艺机动灵活和带式输送机运输成本低的优点。但本矿如果采用“半连续开采工艺开采”受到下述几个方面的制约：首先，本矿原煤产量只有120万t/a，达产时年度剥离量仅576万m3，年运输量小；其次，本矿外排土场地形条件复杂，外排土场范围内地形标高880m～1055m，高差175m，不适宜建设排土机排土工作线；鉴于以上分析，本设计不预推荐剥离半连续开采工艺。

结语：

类似于猫儿沟煤矿这种半连续开采工艺的项目，在开采时应当尽可能的利用先进的设备和开采工艺提高开采的效率和质量，达到节能、低耗、减排、绿色的可持续发展的集约化的目标。对于已有的矿址，根据其特点，尽可能的改用半连续工艺，而对于那些未开采的矿区，相关部门应当积极积累经验，不断探索创新半连续工艺，使其方式更加多样，满足多种煤矿开采的需求。

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