露天煤矿实习报告(全国五大露天煤矿之伊敏露天矿)

1.矿区概况 (1)

1.1矿田构造 (2)

1.2煤层特征 (2)

1.3水文地质 (2)

1.4工程地质 (2)

2.开拓系统形式 (3)

2.1剥离 (3)

2.2采煤 (3)

2.3参数 (3)

3.开采程序 (4)

4.开采工艺形式 (7)

4.1穿爆 (7)

4.1.1穿爆主要对象 (7)

4.1.2穿孔 (7)

4.1.3爆破 (7)

4.1.4地表网络连接示意图 (8)

4.1.5地表连接雷管连接顺序示意图 (9)

4.1.6穿爆工程的主要指标 (9)

4.2采装 (10)

4.2.1剥离方式 (10)

4.2.2采煤方法 (12)

4.3运输 (14)

4.3.1开拓运输系统 (14)

4.3.2运输设备能力及数量的确定 (14)

4.4排土 (16)

4.4.1设备 (16)

4.4.2排土场工作面作业技术参数 (16)

5. 露天开采辅助作业方法及道路的技术特点 (19)

5.1道路技术特点 (19)

5.2道路养护 (19)

6.参考文献 (20)

1.矿区概况

1.1矿田构造

一号露天矿田位于伊敏向斜轴部及东南翼，主体为一不完整的走向北东、倾角3°~8°的宽缓向斜，构造较发育，共查明4个次级褶曲及25条断层。

贯穿全区有一条带状砾岩冲刷带，规模大、切割深、充填物较复杂，与煤层接触面较清楚，煤层除厚度变薄，腐植酸含量变高，结构被破坏外，其他煤质指标变化不大。

1.2煤层特征

矿区含煤系为大磨拐河组和伊敏组。大磨拐河组含煤局限于本区西南部的深部，含煤性较差。伊敏组含煤8个层组13层，由上到下编号为3、4、5、8、9、14、15上、15中、15下、16上、16中、16下17煤层。其中露天可采煤层为5、9、14、15上、16中16下共6个煤层，二采区仅为15上、16下二个煤层。

1.3水文地质

主要含水层有第四系、第三系孔隙含水层、砂岩和煤层含水。泥岩为隔水层。F5、F6、、F9、F10为相对隔水层，F8为相对透水层。

1.4工程地质

区内绝大部分岩石属于软岩。除煤层外，各类岩石的力学指标相当低，一般均小于5.88Mpa(60kg/cm2)，煤层的硬度远远大于岩石，岩石又以泥岩最软，砂岩类强度大于泥岩。那些胶结差，松散，介于半成岩状态的遇水呈渣状的砂～砂砾岩类，强度也是很低的。煤层抗压强度为0.30MPa～18.9 MPa，平均6.64 MPa；上覆岩层多为泥质胶结，抗压强度普遍低于5.8 MPa，大于9.8 MPa的仅占地层的6%。

2.开拓系统形式

开拓方式采用工作帮移动坑线多出入沟开拓方式。

2.1剥离

采用单斗-卡车开采工艺。剥离物较软，由挖掘机直接采装，冻结期需对冻顶进行松动爆破。

剥离方式采用水平分层，端工作面平装车。采煤方法采用顶板露煤、倾斜分层的采煤方式。

2.2采煤

采用单斗-自移式破碎机-带式输送机半连续工艺为主，单斗-卡车-半固定式破碎站-带式输送机半连续系统为辅的生产工艺。

2.3参数

剥离及采煤标准台阶高度12米，采掘带宽度25米，运输平盘宽度43米，最小工作平盘宽度68米；剥离台阶坡面角65°，采煤台阶坡面角70°。

3.开采程序

半连续工艺开采程序以开采上分台阶第一幅为始点，开采一个循环过程如下：

1）上分台阶第一幅开采（图一）：

由于半连续工艺设备的可靠性在首次运行中都要得到验证，因此，在图中可以看到A 车也投入了生产运行，原设计的开采方式这一幅基本不使用A车，这使得工作面布置有些紧凑，建议以后在开采上分台阶第一幅时，尽量不适用A车转载，这样可以缩短对位时间，提高系统的效率。

影响本幅开采的因素有：工作面胶带机中心线距上分台阶坡底线的距离没有达到设计要求的18米，破碎机在工作面上布置距离胶带较近，在采装过程中，经常掉块砸胶带机架、拉绳和电缆等，使系统非正常停机次数较多，在1——130号机架采取防护措施保护通讯光纤。这种工况一直持续到本幅开采完。

2）上分台阶第二幅开采（图二）：

第二幅开采最大的特点就是：破碎机和A车没有调转180度，而是在电铲做完切口后，采用后退式开采，与原设计的开采方式不同。

这种开采方式有利有弊，有利的一面就是破碎机和A车不用调整位置，直接靠近掌子面，清理地面时间短，对正位置即可运行；而相应产生不利的影响有较多，由于工作面纵向坡度的限制等，电铲在个别地段装载困难，因此在破碎机后面用辅助设备降低行走路线的标高，这也对以后移设的工作面准备产生很大的影响。还有破碎机履带距坡底较近约1

米，电铲采装时掉块容易砸受料斗附近的润滑管路，破碎机受料斗附近的梯子距离掌子面很近，后退行走时容易刮碰，并且辅助机械维护空间很小。

3）上分台阶第三幅开采（图三）：

开采第三幅和原设计的“两采一移”有所差异，是考虑本套系统是第一次使用运行，而且设备参数能实现。为了进一步验证这套系统的生产能力，并结合现场的工作条件，进行了这一幅的开采。

本幅的开采方式和开采第一幅基本相同，主要差别就是第三幅的开采受转载距离的限制必须使用A车。本幅工作面比较宽敞，设备布置较容易，辅助工程机械维护空间较大。

开采中，由于破碎机回转减速机故障退出作业，为了对位方便，将作业方式调整如下：

4.开采工艺形式

4.1穿爆

4.1.1穿爆主要对象

由于本矿区冻结日数为245.2天平均冻结深度为 3.235米为了提高电铲采装效率，二月至五月间需要对冻顶、冻帮进行爆破。主要使用的穿孔设备为KXL---150型和KX——150B型回转钻机。穿孔爆破作业与采装作业必须分区，以保证爆破作业安全。

4.1.2穿孔

1)设备 KXL－150钻机 KX－150 B钻机

2)进米 17.86万米4.1.3爆破

1)爆破参数确定

冻顶爆破参数表

冻帮爆破参数表

2)起爆方法

采用瞬发延时导爆管、导爆雷管方法进行逐孔微差起爆。 3)爆破器材

主要为瞬发延时起爆管、地表管、孔内管和岩石粉状乳化炸药。

4.1.4地表网络连接示意图

炮孔

地表管

石块 连接块 孔内管

4.1.5地表连接雷管连接顺序示意图

控制排

最后一个炮孔4.1.6穿爆工程的主要指标

穿爆工程主要技术指标表

4.2采装

4.2.1剥离方式

1）剥离方式

本矿剥离采用单斗—卡车开采工艺，单斗挖掘机端工作面挖掘、平装车，卡车工作面调车。由于剥离物较软，除冻结期对冻顶、冻帮进行松动爆破外，其它时间均由挖掘机直接采装。

当煤层顶板以上剥离台阶高度小于3m 时，采用推土机等设备进行辅助作业。 2）剥离台阶划分形式

本区地表平缓，而且15上煤层顶板以上剥离物厚度变化较小，故，15上煤顶板以上的剥离台阶以水平形式划分，当前以

660水平为基准。

15上煤底板至16下煤层顶板间的剥离，因厚度变化较大，且随煤层起伏，故设计确定以倾斜方式进行台阶划分。

3）剥离台阶高度：

上15煤顶板以上剥离台阶水平划分，剥离物硬度较小，在冬季因冻顶和冻帮层尚未解冻而需要对冻结层进行松动爆破，但爆破厚度较小，仅3m 左右，相对于整台阶爆破沉降影响不大，考虑充分发挥设备作业效率，采掘台阶高度取值略小于各型采掘设备最大挖掘高度。本矿主要剥离设备为WK-20型挖掘机，其最大挖掘高度为14.4m ，由于新增电铲也为WK-20，所以考虑到已有的12m 3的WK-10B 型挖掘机也进行一定的剥离，且设备作业时有调整和调动，故剥离台阶标准高度根据12m 3的WK-10B 型挖掘机最大挖掘高度进行确定。12m 3的WK-10B 型挖掘机最大挖掘高度为13.6m ，故剥离台阶标准高度统一取12m 。

上15煤底板至下16煤层顶板间的剥离，虽然台阶划分方式不同，采用倾斜划分，但考虑全矿设备作业时的调动因素，台阶标准高度应与15上煤顶板以上剥离台阶保持一致，取12m 。大于12 m 时要分台阶，台阶高度不适合电铲挖掘时，采用推土机等设备进行辅助作业。

4）剥离工作线

在正常作业条件下，剥离台阶工作线按准备、采装二区作业考虑。在冬季则按穿孔、爆破、采装三个作业区考虑。

工作面每个剥离台阶均留一个富余采宽，总长度约1750m，约0.52Mm3量。作业区长度按最大型号挖掘机7天生产能力计算，其长度为445m。

5）剥离采掘带宽度

为使本矿上下部台阶作业推进协调一致，所有剥离台阶的采掘带宽度取25m。

6）最小工作帮平盘组成要素及宽度

本矿全部剥离、15

上煤层及16

下

煤层的一部分采用单斗—卡车开采工艺，其工作平盘

由采掘带、运输道路及安全宽度等要素组成，设计确定剥离工作平盘宽度为72m，1其平盘要素及宽度见图4-2-1-1。

端帮运输平盘主要由挡土堆、水沟、路肩及行车道等组成,设计确定其宽度为42m。其具体组成见图4-2-1-2。

不同挖掘机与卡车相配的装车工作面技术参数（详见电铲装载技术参数表和电铲与汽车配合技术参数表）：

图4-2-1-1

图4-2-1-2

4.2.2采煤方法

1）采煤方法

上15煤层较薄，采用单斗——卡车工艺开采；下16煤层为本矿主采煤层，上部采用单斗——卡车工艺开采，下部采用1套单斗——自移式破碎机——工作面移动带式输送机半连续工艺，组合台阶进行开采，两采一移。

正常情况下，结合单斗——卡车工艺特点，采煤作业为卡车工作面调车、单斗挖掘机端工作面挖掘、平装车作业方式；单斗——自移式破碎机作业为单斗挖掘机端工作面挖掘，平装破碎机作业方式。

本矿煤层内厚度大于0.5m 的夹矸层数及数量较少，一般约占煤层开采量的4%～7%，因此煤层内厚度大于0.5m 的夹矸由推土机和前装机配77t 级自卸卡车进行选采；小于0.5m 的夹矸则混入煤中，与煤一并采出。

2）采煤台阶划分形式

设计确定本矿采煤采用顶板露煤，采煤台阶顺着煤层倾向倾斜分层。采煤作业全年无需爆破，由单斗挖掘机直接采装。

上15煤层较薄，局部发育，近水平赋存，采用单斗——卡车工艺开采，因此，将其单独划分为一个台阶；下16煤层为本矿主采煤层，上部采用单斗——卡车工艺开采，下部采用1套半连续工艺，因此，下16煤层按倾斜方式划分一组组合台阶进行开采。因受工作面带式输送机限制，横向坡度和纵向坡度均不超过1:20，在煤层底板起伏较大的区段局部破底板。

3）采煤台阶高度

由于上15煤层厚度较薄，5m ～8m ，采用WK-10B 型单斗挖掘机进行采掘，故单独划分为一个台阶，其高度为煤层全厚，即5m ～8m 。

下16煤层采用30m 3

单斗挖掘机配自移式破碎机和WK-20型单斗挖掘机配卡车两种作业

方式，无需爆破，全年生产。采用单斗挖掘机配自移式破碎机工艺的煤层按组合台阶进行开采，从煤层底板向上进行台阶划分，分台阶高度8m ，主台阶高度12m ，局部位置组合台阶只有主台阶，没有分台阶，极少部分超出主台阶高度12m 时采用推土机配合采掘；除采用单斗挖掘机配自移式破碎机工艺外的煤层采用单斗挖掘机配卡车进行开采，主要采掘设

备为WK-20型单斗挖掘机，但考虑到剥采设备型号的临时调换和调整，台阶高度也取12m 。

4）采掘带宽度

下16煤层采掘带宽度，由于受半连续开采工艺的限制，采掘设备不能采取“之形” 作业方式，只能沿直线采掘，故为充分发挥设备作业效率，确定采掘带宽度如图4-2-2-1所示，即以WK-20型单斗挖掘机站立水平挖掘半径为基础，内回转角取75°，外回转角取45°，经计算采掘带宽度为25.1m ，取整数25m 。

图4-2-2-1

上15煤层及剥离采掘带宽度，为使本矿上下部台阶作业推进协调一致上15煤及所有剥离台阶的采掘带宽度也取25m 。

5）工作平盘宽度

上15煤层及下16煤层上部单斗——卡车采煤工作平盘宽度组成要素，为了便于挖掘机调动采煤工作平盘宽度组成要素与剥离工作平盘相同。不同挖掘机与卡车相配的装车工作面技术参数（详见电铲装载技术参数表和电铲与汽车配合技术参数表）：

半连续工艺平盘宽度

采用35m 3单斗挖掘机配自移式破碎机开采的下16煤层，其台阶工作平盘由采掘带、自移破碎机、带式输送机及安全宽度等要素组成，其平盘要素及宽度见图4-2-2-1。应当指出，为减少工作平盘带式输送机移设，设计采用两采一移,即每采两个采幅移设一次工作面带式输送机。

图4-2-2-1

6）采掘工作线长度

15煤层局部发育，其工作线长度变化较大，取其自然长度，作业区长度按不小于挖上

掘机7天生产能力计算。

16煤层全区发育，除最下部组合台阶工作线长度在1400m～1600m

下

左右外，上部其它采煤台阶作业区长度最小按挖掘机7天生产能力计算。

4.3运输

4.3.1开拓运输系统

1）煤炭运输

主要是汽车运输。部分煤炭升段后进入１号破碎站和2号破碎站。半连续系统承担1000万吨的运输任务。

2）剥离运输

西端帮640、620水平联络道作为西部去往内排土场的主要通道将继续使用，因延深需要，西端帮600水平联络道将形成长期使用的联络道，缓解西端帮640、620水平联络道的车流密度；东端帮跨胶带桥涵通行重载车，B型转载机下部通行空车，避免车辆交叉，提高运输效率，确保运输安全。在东端帮运输条件改善后，进一步优化B型转载机与下部运输通道关系，增加通过能力。

4.3.2运输设备能力及数量的确定

1)设备

①采煤、剥离

设备型号77吨、85吨岩斗和煤斗，108吨岩斗和煤斗、172吨、220吨等自卸汽车。

②运灰

3307C 和TR50型自卸汽车。 2)运输参数

主要运输参数见表4-3-2-1

主要运输参数表

表4-3-2-1

注：煤炭运距为汽车部分。 3)设备效率及使用台数的确定 ①设备效率

设备效率计算公式及主要参数选取如下：

T

DV A 10000602

1ηη=

A ——汽车年能力

D ——年工作日数 ，365天 H ——日工作小时数，24小时 V ——斗容

η1——时间利用系数，0.9 η2——出动率

220吨——0.80 172吨——0.85 108吨——0.73 77吨 ——0.69 85吨 ——0.73 T ： 一次循环时间，等卸装运t t t +++=t T

②设备数量的确定

采剥生产汽车运输生产能力确定见表4-3-1-1。

采剥生产汽车在籍生产能力计算基础表

4.4排土

4.4.1设备

排弃设备。设计确定需CAT D9R和D355A型履带推土机6台。该推土机露天矿已有，其中CAT D9R型推土机3台，D355A型履带推土机3台。

4.4.2排土场工作面作业技术参数

1）外排土场（西排土场）

排土台阶一个，排土台阶高度15米。

2）内排土场

内排6个台阶，内排土场涨高台阶排土高度上限696米，最终沉降后控制在695米。排土边帮坡底线与采煤边帮坡底线除压脚跟进特殊区段外，其余部分不得小于50米。段高按20米设计，排土时段高按20.5米掌握，内排土场工作平盘要素见图4-2-2-1。电厂、热电灰渣将同剥离物混排，不能排放在外排土场和不能向内排土场集中排弃。

图4-2-2-1

3）排弃方式

根据汽车运输工艺和岩性特点，采用汽车运输和推土机联合作业的排弃方式，排弃时采用场地排弃和边缘排弃相结合的灵活方式进行。直排量达到60%以上，作业面有3.5%的反坡。

4）排灰工艺

为防止排弃灰渣造成环境污染，确定电厂灰渣与露天矿剥离物进行混排，混排比例为1：1（实际采用1：8）。其排灰工艺流程为：电厂灰渣自集灰斗下装入自卸卡车，运至煤矿排土场（内、外排土场）排土平盘上排弃，再由推土机推平。

5）工作面平整度要求：

①、帮齐：沿排土坡顶线方向凸凹不得超过0.5～2m；

②、顶平：排土作业区内每25m长起伏不超过0.3～0.5m；

③、工作平盘宽度：最小工作平盘宽度不得小于95m（实际采用80m ）；

④、掌子沉浸：排土段沉降率不超过5%；

⑤、安全墙：安全土墙高度不得小于汽车轮胎外径的2/5；

⑥、工作面整洁：排土场各种材料堆放整齐；

⑦、照明：排土场照明设备齐全。

6）内排土场边坡管理

根据内排土场发展状态，加强内排土场管理将是确保剥离生产的关键因素，因此针对内排土场必须作好以下技术管理工作：

①按设计技术参数，控制排土总高度和台阶高度，粉砂台阶增加一个分层，尽量实施剥离物混排；

②严格控制灰渣的排弃位置和排弃比例；

③控制好各平盘宽度及发展平衡关系，边坡角一般情况不得超过13度；

④坚持对内排土场布点监测，及时掌握内排土场边坡动态，为内排土场边坡管理提供依据。

⑤重点做好内排土场反坡及标高控制，在雨季实施有序排水，防止雨水冲刷边坡。

⑥因布置跨采区输煤胶带机需要，东、西帮留沟位置按技术要求留沟、放坡，保证基础稳定。

⑧内排土场转向过程中，东侧推进加快，16号煤底板倾角较大，控制内排土场分层关系，排土禁止超高。

5. 露天开采辅助作业方法及道路的技术特点

5.1道路技术特点

1）道路工程建设可以分为四个阶段，即规划与决策阶段、设计阶段、施工阶段、使用阶段。

2）路面及作用路面是在路基上用各种筑路材料铺筑、供汽车行驶、直接承受行车作用和自然因素作用的结构层，其作用是满足行车的安全、迅速、经济、舒适的要求。

3）道路投入使用后，由于反复承受车轮的作用，遭受暴雨、汇水、扬尘、冰雪、日晒、冻融等自然力的侵蚀，以及设计、施工中留下的某些缺陷，如果缺乏养护与维修，使用状况必然快速下降，道路通行必然受阻。因此，道路需要养护，建养并重、协调发展是道路工程自身发展的客观要求。

4）道路养护与管理是道路工程的最后一个阶段，它是保证道路能够为行车提供安全、经济、舒适、高速运行的一个保证，因此，道路养护是道路工程使用过程中非常重要的一个阶段。

5.2道路养护

1）碎（砾）石路面养护的主要任务：在各种交通组成和交通量的荷载作用下，使路面保持应有的强度和平整度。

2）产生的病害：沉陷、松散、坑洞、车辙及裂缝等。

3）磨耗层-是路面的表面部分，用以抵抗由车轮水平力和轮后吸力所引起的磨损和松散，以及大气温度、湿度变化等因素的破坏作用，并提高路面平整度。

4）经常保持道路及其设施处于完好状态，有针对性的及时养护与维修，保证行车安全、通畅。

5）采用正确的技术措施，提高养护工作速度与质量，延长道路的使用年限。

6）防治结合，消除道路存在的病害与隐患，提高道路的抗灾能力。

7）对原有技术标准过低的路段及沿线设施进行分期改善和增建，提高道路的使用质量和服务水平。

6.参考文献

1）《露天采矿学》，骆中洲主编，中国矿业大学出版社；

2）《露天采矿学》（下册），杨荣新主编，中国矿业大学出版社；

3）《露天采矿手册》（第3册），中国矿业学院主编，煤炭工业出版社；4）《露天采矿技术》，煤炭科学研究总院抚顺分院主编；

5）《露天采矿技术》编辑部出版。

6）《露天采矿新工艺》，张达贤，张幼蒂著，中国矿业大学出版社

7）《煤矿安全技术与事故处理》吴强秦宪礼主编中国矿业大学出版社