编制露天矿开采进度计划表的新方法.docx

编制露天矿开采进度计划表的新方法 摘 要 露天矿开采进度计划一般分为两方面内容, 一是开采进度计划表, 二是时间和空间位置图。其中时间和空间位置图比较直观, 但开采进度计划表特别复杂, 论文提出了新的方法来编制矿山开采进度计划表, 不仅将编制过程化繁为简, 而且节省了设计人员大量的宝贵时间, 使设计者有更充裕的时间和精力去完成其它设计任务。 关键词 产量计划; 开采进度; 计划表; 露天矿 编排露天矿开采进度计划表是露天矿各设计阶段的一项非常重要的工作, 是设计对剥采工程在时间和空间上的验证。虽然办公软件Excel 对数据的处理功能非常强大, 但仍避免不了设计人员对大量数据进行繁琐运算的麻烦, 为此, 笔者研究了一种新的进度计划表编制方法, 笔者以霍林河一号露天煤矿改扩建工程为例, 对其进行详细介绍。 1 霍林河一号露天煤矿概况 霍林河一号露天煤矿现已生产20 余年, 产量5100Mt/a ,当前生产剥采比为1165m/t , 原煤容重1114t/ m 。因坑口电厂对煤量的需求, 需逐渐将生产规模扩大到11100Mt/ a ,其产量安排为2005 年及2006 年各为7100Mt/a , 2007 年9100Mt/a , 2008 年达到设计产量11100Mt/a ; 当前采区有两层煤可采, 分别为15 煤和16 煤; 煤及剥离物硬度均较小, 表土和岩石均不需爆破, 不需分开处理; 采掘物料共分为四层两层煤和两层剥离。 2 准备工作 输入本矿所有的钻孔资料, 在计算机内建立矿山地质模型, 以710的工作帮坡角进行每200m 推进距离的剥采量计算。结果见表1 , 由于篇幅受限, 只显示部分数据。计算结果中各位置的物料分为6 种“15 煤”、“16 煤”、“15 煤夹矸”、“16 煤夹矸”、“15 煤以上剥离”、“15 16 煤间夹石剥离” , 在编制进度计划表时都作一一考虑。 表1 原始数据表 3 编制步骤 3.1 第一步 将各分层所对应的各项数据进行分别累加, 结果见表2 , 再以累计量中的“总煤量”为横坐标, 其它各量分别为纵坐标, 在AutoCAD 中采用真坐标形式将各量绘成曲线,并将其分别置于一个图层, 结果见图1 。图中的“自然剥采比曲线”即为“总剥离曲线”。 表2 数据累加结果表 3.2 第二步 关闭图1 中的其它图层, 采用自然剥采比曲线均衡各生产年度的剥采比。先按产量计划画出各生产年度的煤量位置竖直线 , 再考虑安排基建工程量。本矿为改扩建工程, 基建工程量较少, 仅1130Mm 。接下来就进行剥采比的均衡。在均衡过程中, 尽量减少超前剥离即, 尽量贴近原始的自然剥采比曲线 ,故安排前3年的剥采比为1165m/ t 。由于本矿业主的特殊要求, 需将达产年及其以后的剥采比安排为1180m/ t , 故本矿达产以后的超前剥离量较大, 其目的是为了延长本剥采比的持续年限, 本矿按1180m/ t 的剥采比可稳定生产17a。剥采比均衡结果如图2所示。 图1 各种物料真坐标曲线图 在均衡生产剥采比的过程中, 不仅要使每个剥采比变化的拐点落在年度位置线竖直线 上, 而且在每一次剥采比变化时要考虑尽可能增加或减少整台主要工程设备, 不要产生设备能力富余太多或是能力不足等情况。本矿当前产量为5100Mt/ a , 剥采比1165m/ t , 改扩建时准备购置WK- 20 型挖掘机, 年能力为5110Mm , 当2005 年至2006年产量由5100Mt/ a 增至7100Mt/ a 且剥采比不变时, 采剥总量增加了5105Mm , 此时主要采掘设备正好增加一台。2007 年当规模由7100Mt/ a 增至9100Mt/ a 时, 剥采比仍维持1165m/ t 不变化, 采剥总量增加了5105Mm , 主要采掘设备正好再增加一台。2008 年当产量由9100Mt/ a 增至达产 11100Mt/ a 且剥采比也由1165m/ t 增至1180m/ t 时,剥采总量增加了6170Mm , 此时由于本年为改扩建的达产年, 而且此状态可持续生产17a 不变, 接近于设备的寿命周期20a , 故可再购置一台主要采掘设备WK - 20 挖掘机, 超出主要采掘设备能力的1160Mm 剥采量拟配以大型前装机及推土机来完成。 图2 剥采比曲线图 3.3 第三步 打开所有图层, 根据所均衡的剥采比结果, 在各曲线上标出各年度各分层对应的超前位置。现以2006 年为例,将各分量的超前位置确定过程详细介绍如下, 其它年份操作相同, 不再赘述。 1 确定总剥离量的超前位置。如图3 ,“2006”年末采煤位置线与“剥采比均衡折线”交于“Q”点, 以“Q”为起点, 作一条水平线交“自然剥采比曲线”于一点“P”, 。再标出“2006”年末采煤位置线与自然剥采比曲线的交点“M”。则线段“MQ”表示按均衡后的剥采比生产, 到2006年末时所发生的超前剥离量, 具体数据可由测量工具直接量取; 线段“QP”表示按均衡后的剥采比生产, 到2006 年末剩余煤量, 具体数据也可由测量工具直接量取。 图3 超前位置确定图 2 各交点的意义说明。各点的坐标就是生产到各年年末时的累计煤量和累计剥离量值。各交点的时间和空间含义如图4 所示 “M”点表示按正常工作帮坡角7, 即没有发生超前剥离 生产到2006 年末工作帮的位置; “P”点为超前剥离及剩余煤量全部采出时的位置; “Q”点表示只做超前剥离而不采剩余煤量的工作帮位置通过多采15 煤,少采16 煤来实现 。从图4 还可以看出, “P”点所示位置在“M”点所示位置的前面右侧 , 即, “P”点比“M”点位置超前。再对照曲线图图3 可以看出, “P”点在“M”点的右侧, 即, “P”点仍比“M”点超前。由此, 我们可以用煤量横坐标 作为参照, 用相对横坐标的前后顺序来表示各种物料的超前状态。 图4 超前位置剖面示意图 本矿共6 种物料 两层煤, 两层剥离, 还有两层煤所对应的夹矸。在“15 煤以上剥离物”超前的基础上, 再考虑“15 煤”的超前, 因“15 煤”有超前量, 故需要多采“15 煤”。又因总煤量产量规模一定 不变, 故只能通过少采“16 煤”来实现总规模11100Mt/ a 的稳定生产。在“15煤”超前的基础上, 才能考虑“15 - 16 煤间夹石剥离物”的超前。各物料超前的先后顺序如图4 中的粗线所示。 3 各物料超前位置确定方法。在作图过程中, 需采用逆向思维, 先做出“15 - 16 煤间夹石剥离物”的超前位置,再做出“15 煤”的超前位置, 最后确定“15 煤以上剥离物”的超前位置。由于煤层中的夹矸与煤一并采出, 没有单独的超前状态, 其位置与煤层的位置相对应。 4 以2006 年末为例, 详细介绍各种物料超前位置的确定过程。如图3 所示, 将“QP”线段分为三段, 其长度从左到右分别对应于2006 年末所在位置的各物料层从下到上的厚度编制者需要熟悉本矿的地质资料 , 大致成比例即可, 不需要特别精确。如果在时间仓促的情况下编制进行计划表, 则可直接将该线段大致分为3 物料层数减1 段, 即在“Q”和“P”之间再加上两个点“R”、“S”。由“R”点向下作竖直线, 交“15 - 16 煤夹石层剥离物曲线”于一点“U”, 则“U”点即为15 - 16 煤间夹石剥离物的超前位置; 再过“S”点作竖直线交“15 煤曲线”于一点“N”, 再交“15 煤夹矸曲线”于一点“B”, 则“N”点即为15 煤的超前位置, 15 煤的夹矸位置即为“B”点; 同样,在其它各生产年末的位置均做出这些点, 各年度各量的超前位置确定工作就算基本完成了。 3.4 第四步 采用一个现成的进度计划样表, 把各年度各种物料的量值采用CAD 中的测量工具量出来填进表格就可以了。测量方法为 同一种物料曲线上相邻两个点的纵坐标差值即为后一个点所在年份对应的物料量数据值。但现在只能填入三种物料的数据 15 煤量、15 煤夹矸量及15 - 16 煤间夹石剥离量。这时, 根据各年度的产量计划减去15 煤量算出各年度16 煤量, 并在图中“16 煤曲线”上标出对应的位置点, 再通过这些点作竖直线, 各竖线与“16 煤夹矸曲线”的交点即为各年度16 煤夹矸的位置。同样用CAD 的测量工具直接量出各年度的16 煤夹矸量每相邻两点的纵坐标之差 , 直接填入表中, 最后再用各年的产量乘以剥采比减去15 和16 煤中夹矸量再减去15 - 16 煤间夹石剥离量, 算出各生产年度的15 煤以上剥离物量, 到此, 就完成了该进度计划表的编制。 4 最终结果 由于数据量太大, 在此只显示部分结果, 见表3 。 5 结果检验 利用“16 煤”数据, 作出16 煤各年度对应的位置线,该竖直线应在各生产年度总煤量位置线的左侧, 否则为错误; 同样作出“15 煤以上剥离”位置, 该位置应在总剥离位置 “P”点 的右侧即为正确。 6效 果 新的矿山进度计划表编制方法优点突出, 它把所有数据都转化成了图形, 形象生动, 操作简单, 不仅大大简化了对繁琐数据的处理过程, 而且大大节省了设计人员的宝贵时间, 值得广泛采用。