虽然近年来半连续工艺已经得到国内露天采矿界的普遍认可,但主要作为采矿工艺,在剥离中应用较少。其主要原因有二:一方面,矿石是必须要破碎的,而剥离物的破碎是没有意义的,也就是说,采用半连续工艺进行剥离必须保证节省的运输费用大于增加的破碎费用,因而提高了剥离半连续工艺投入的经济门槛;另一方面,剥离半连续工艺的破碎站和排弃工作面带式输送机必须随采矿工程的推进而不断移设,干线带式输送机也需要相应的延长或缩短,因此增大了系统设置的复杂性和管理难度。
半连续工艺已经在我国露天煤矿得到普遍应用,破碎站形式以半固定破碎站为主;而剥离半连续工艺仅在布沼坝、霍林河等缓倾斜煤层露天矿得到应用,安太堡等生产能力达 20.0Mt/a 以上的露天煤矿尚未采用剥离半连续工艺。一般而言,露天矿剥离量是采矿量的数倍,在剥离作业中推广应用半连续工艺对于提高矿产资源开发的经济效益具有重要意义。
破碎站服务台阶高度
影响因素
对于剥离半连续工艺而言,破碎站既可只服务于一个台阶,也可服务于带式输送机所在水平附近的几个台阶,其主要影响因素包括:
①一套系统服务于多个台阶可减少所使用的设备数量,实现集约化开发,有利于降低成本;
②一般而言,大型设备的单位生产能力投资较低;
③剥离物在台阶间转运需增加一定的运输费用;
④上部台阶的物料下运会导致折返运输,增加运输成本。
对比方案
根据剥离半连续工艺特点,研究以上、中、下三个分台阶构成的组合台阶开采为条件,提出如下五个方案(均假设共用提升带式输送机)。
① 各台阶独立布置生产系统(包括破碎站和端帮带式输送机),该方案的主要优点是系统间的相互干扰较小,但使用的设备、人员多,系统构成复杂,效率低。
② 各台阶独立布置破碎站,共用端帮带式输送机,该方案可充分利用端帮带式输送机的生产能力,减少端帮运输平盘数,从而提好的帮帮坡角,但上部台阶的剥离物存在折返运输。
③ 中、下两台阶公用一条端帮带式输送机,上部台阶独立布置生产系统,可避免折返运输,属于方案 1 和方案 2 的折中方案。
④ 中、下两台阶公用一套系统,该方案可减少一套半连续工艺系统,实现中下部台阶的集约开采,但下部台阶的卡车运距会有所增大,且为上坡运输。
⑤ 全部三个台阶公用一套系统,该方案可最大化的实现矿山集约开发,减少设备数量,但剥离物的卡车运输费用较高,且存在折返运输。