平朔東露天礦工作幫移動坡道優化研究

趙登娟

(中煤平朔煤業有限責任公司 東露天礦，山西 朔州 036006）

露天礦工作幫與排土場主要通過端幫運輸干道聯系起來，在實際開采中，為了多采出端幫煤，一般2 個臺階修建1 條端幫運輸干道，致使工作幫部分臺階物料排棄需要跨臺階運輸，移動坡道對于露天礦的生產必不可少。目前常規修建移動坡道的做法是1 條坡道服務2 幅作業量，采取間隔式改移，此方式減少了修建移動坡道數量，降低了生產工作量，因此露天礦修建移動坡道僅限于常規做法，也并未對移動坡道改移進一步展開詳細研究探討與實踐優化對比。但在實際應用中發現間隔式改移導致移動坡道搬遷滯后，長時間壓下部作業空間，尤其對作業空間緊張的露天礦，造成生產接續困難，且出現運輸道路折返現象[1-3]。為了解決間隔式改移存在的問題，研究優化移動坡道的改移方式，可降低物料運距，實現移動坡道提早改移，最大程度減少對露天礦生產影響。

1 露天礦移動坡道的目的和作用

目前平朔東露天礦剝離工藝為單斗-卡車工藝，由于排棄物料存在松散系數，導致工作幫采掘臺階與內排土場排棄平盤無法完全實現水平運輸，絕大時候出現卡車上移運輸排棄，從而存在物料提升高度。為了實現卡車上移排棄，常規的做法是在內排土場或工作幫或二者結合建立移動坡道。在平朔東露天礦內排空間緊張的前期下，內排土場建立移動坡道勢必降低土場排棄空間，因此移動坡道主要布置于工作幫[4-6]。

露天礦工作幫由多個臺階組成，每個臺階并不是獨立存在，而是相互連通，工作幫移動坡道在其中起到連通樞紐作用。工作幫移動坡道是利用推土機將臺階預留爆量下推推至而成，移動坡道的設立將相鄰的2 個臺階建立了聯系，便于卡車物料運輸及加強各平盤協調作業，增加了礦坑生產的靈活性。正常生產中，移動坡道隨著工作幫臺階的推進及時改移，合理的改移，可避免由于坡道改移滯后導致下部臺階無法及時跟進的情況，同時可縮短走移動坡道卡車物料的運距[7-8]。根據工作幫移動坡道布置的位置不同，將移動坡道分為工作幫中部移動坡道與端幫移動坡道。

2 工作幫移動坡道

2.1 工作幫中部移動坡道

工作幫中部移動坡道指坡道位于工作幫平盤中部，主要作用是銜接相鄰平盤的運輸系統，根據每條坡道服務作業幅數的不同，將移動坡道改移分為了間隔式改移與連續式改移[9-10]。

2.1.1 間隔式移動坡道改移

間隔式移動坡道修建是利用推土機將臺階預留爆量下推推至而成，由于坡道修建工期長、要求高，因此在不影響正常生產的基礎上，間隔式移動坡道服務2 幅作業量進行1 次改移，根據坡道改移后與改移前方向是否相同，改移方式分為并列式改移與跨步式改移。

1）并列式改移。并列式改移是指工作幫移動坡道每隔1 幅作業量沿工作幫推進方向向前平移1次，改移后的坡道方向與之前坡道方向一致。工作幫移動坡道并列式改移示意圖如圖1，（圖1 中的標注同樣適用于其它坡道改移示意圖）。由圖1 可知，并列式改移為移動坡道①間隔同一平盤1 幅作業量（第1 幅作業量），改移至坡道②的位置，坡道方向都為左底右高，移動坡道一般布置于工作幫臺階中部，因此并列式改移道路模型處于圖1 情況時，走坡道①的量為：2a+b，走坡道②的量為：4a+3b+c。

圖1 工作幫移動坡道并列式改移示意圖

2）跨步式改移?？绮绞礁囊剖侵腹ぷ鲙鸵苿悠碌烂扛? 幅作業量沿工作幫推進方向向前平移1次，但每次改移后的坡道方向與之前坡道方向正好相反。工作幫移動坡道跨步式改移示意圖如圖2。由圖2 可知，跨步式改移為移動坡道①間隔同一平盤1 幅作業量（第1 幅作業量），改移至坡道②的位置，坡道①的方向為左底右高，坡道②的方向為左高右底，跨步式改移道路模型處于圖2 情況時，走坡道①的量為：2a+b，走坡道②的量為：4a+3b+c。

圖2 工作幫移動坡道跨步式改移示意圖

2.1.2 連續式移動坡道改移

連續式坡道改移指每1 幅作業量修建1 條移動坡道，每條坡道服務1 幅作業量進行1 次改移，較間隔式坡道改移坡道數量增加1 倍，根據坡道改移后與改移前方向是否相同，改移方式分為平行式改移與踏步式改移[11]。

1）平行式改移。平行式改移是指工作幫移動坡道每1 幅作業量沿工作幫推進方向向前平移，1 次，改移后的坡道方向與之前坡道方向一致。工作幫移動坡道平行式改移示意圖如圖3。由圖3 可知，平行式改移為移動坡道①改移至緊鄰下1 幅（第1 幅）坡道②的位置，坡道方向都為左底右高，平行式改移道路模型處于圖3 情況時，走坡道①的量為：0，走坡道②的量為：2a+b+c。

圖3 工作幫移動坡道平行式改移示意圖

2）踏步式改移。踏步式改移是指工作幫移動坡道每1 幅作業量沿工作幫推進方向向前平移1 次，但每次改移后的坡道方向與之前坡道方向正好相反。工作幫移動坡道踏步式改移示意圖如圖4。由圖4 可知，踏步改移為移動坡道①改移至緊鄰下1 幅（第1 幅）坡道②的位置，坡道①方向為左底右高，坡道②方向為左高右底，踏步式改移道路模型處于圖4 情況時，走坡道①的量為：a，走坡道②的量為：a+b+c。

圖4 工作幫移動坡道踏步式改移示意圖

2.1.3 工作幫中部坡道改移方式對比

移動坡道不同的改移方式，坡道對應服務量也不同，物料運距也有差別，同等條幅量坡道數量不盡相同，如圖1～圖4，走坡道②的物料量中有電鏟回采坡道①的量和與坡道②反方向臺階量，則移動坡道各改移，移動坡道不同改移方式對比表見表1。

表1 移動坡道不同改移方式對比表

工作幫臺階高度為15 m，按坡道8 %計算，坡道水平長度設為200 m，為簡化模型，表中運距指各坡道對應服務量拉運至坡道頂端距離，卡車走直線，作業量長度為2l，每1 幅寬度為40 m。

由表1 可知，移動坡道為間隔式改移時，并列式改移與跨步式改移坡道①與坡道②服務量分別一致，且在移動坡道①運輸時，運距與量的乘積相同，表明加權運距一樣，在移動坡道②運輸時，跨步式改移的運距與量乘積較并列式改移多200b+200c，因此采用間隔式改移坡道時采取并列式較合適。對于連續式改移中的平行式改移與踏步式改移，坡道①與坡道②合計服務量相同，跨步式改移合計的運距與量乘積較平行式少340a-200c（a 的量遠大于c 的量），因此坡道采用連續式改移時，踏步式較為合理，同時可以避免平行式改移時爆量對前一坡道的覆蓋，如圖3 中，在修建坡道②爆破時，爆破拋出量會覆蓋坡道①路面一部分，導致坡道②未成型前將坡道①阻斷，造成臨時的斷接。

對于間隔式改移，坡道①與坡道②運距和量乘積而言，不論采取何種改移方式都遠大于連續式改移，這意味著，在其它客觀因素一定的條件下，連續式改移較間隔式改移可較早釋放出坡道②下部作業空間。對于單連續式改移而言，踏步式改移的坡道①與坡道②的運距和量乘積合計小于平行式，因此踏步式改移較平行式改移可較早釋放坡道②下部作業空間。

2.1.4 工作幫中部移動坡道修筑方式

開采相同幅數的作業量時，連續式移動坡道改移需修建的坡道數量是間隔式改移的2 倍，坡道數量的增加導致推土機工程量加大，成本增加。移動坡道坡度要求最大為4.57°（8 %），滿足電鏟作業坡度要求，為了解決坡道修建工程量大的問題，東露天礦對工作幫中部移動坡道的修建采取電鏟下挖采掘，下挖采掘過程中自然形成移動坡道，較預留爆量用推土機推坡道（推土機推段高15 m 的坡道，每個坡道的用油量達到8 000 L）大大節省了生產成本，提高了工作效率。解決了坡道修建問題，綜合考慮各因素，連續式坡道改移較間隔式坡道改移優勢較大，再結合實際生產情況，考慮到爆破伸出量的影響，連續式坡道改移中踏步式改移較平行式改移更為合理。

2.2 端幫移動坡道

與工作幫中部移動坡道不同在于，端幫移動坡道頂端與干道相接，此類坡道方向不變，且坡道成型是預留爆量利用推土機下推而成，這導致新坡道未形成前，舊坡道必須保證任何時候暢通。為避免舊坡道對下部作業空間長時間占用與舊坡道的損壞，在修筑坡道時，在坡道向前改移方向一邊預留一定的爆量，在坡道范圍內形成局部的壓渣爆破，降低了爆量伸出距離，從而保證原坡道繼續使用，移動坡道與端幫干道銜接的示意圖如圖5 。

圖5 移動坡道與端幫干道銜接的示意圖

東露天礦在實際操作中，在端幫移動坡道一側預留10 m 的爆量，大大減少了爆量的伸出距離，對于路面爆破沖擊出來的石頭塊，用推土機可及時完成路面的清理，保證原端幫移動坡道的繼續使用。

3 結語

1）根據露天礦工作幫中部坡道移設方式的不同，移動坡道分為間隔式改移與連續式改移，再根據坡道改移前后方向是否相同，間隔式改移分為并列式與跨步式，連續式改移分為平行式與踏步式。

2）依據平朔東露天礦生產實際情況，建立移動坡道移設方式模型，通過分析對比坡道的服務量、運距與坡道廢除時間，得出連續式改移優于間隔式改移，且連續式中的踏步式改移較平行式改移節省運距的同時可提前釋放坡道下部作業空間。

3）為降低爆破拋出量對端幫移動坡道的影響，得出在坡道改移方向一邊預留10 m 的爆量。

4）連續式坡道改移較間隔式改移坡道數量增加1 倍，為降低生產成本與提高作業效率，工作幫中部移動坡道的修建，從之前由推土機下推坡道改為電鏟下挖形成坡道。