摘要
黑岱沟与哈尔乌素露天煤矿是准格尔煤田两座相邻特大型露天煤矿,黑岱沟露天煤矿二采区南端帮与哈尔乌素露天煤矿首采区北端帮相邻.目前,黑岱沟露天煤矿二采区与哈尔乌素露天煤矿首采区工作线布置及推进方向一致,且哈尔乌素露天煤矿首采区工作线超前于黑岱沟露天煤矿,并已实现完全内排,两矿处于同向并行开采状态.为了充分回收煤炭资源,黑岱沟露天煤矿须二次剥离哈尔乌素露天煤矿内排回填的部分剥离物,从而形成了黑岱沟露天煤矿剥采工程与哈尔乌素露天煤矿内排工程的交叠区域,即:两矿采排交叠区.近年来,受征地问题困扰,哈尔乌素露天煤矿剥采工程无法按计划正常发展,导致两矿采排交叠区黑岱沟露天煤矿工作线严重滞后,给黑岱沟露天煤矿原煤生产接续、产能稳定、内排空间释放与利用、剥离运距与生产成本控制等带来一系列不利影响. 论文针对两矿采排交叠区推进滞后给黑岱沟露天煤矿带来的产能接续困难、内排空间紧张、剥离运距远、生产成本高等系列问题,提出了压帮内排和局部留沟内排搭桥两种开采方案.为了使压帮内排方案两矿综合经济效益最佳,在综合分析哈尔乌素露天煤矿不同内排压帮高度对哈尔乌素露天煤矿内排空间利用、黑岱沟露天煤矿二次剥离以及两矿剥离综合运距等影响的基础上,构建了哈尔乌素露天煤矿内排压帮高度优化数学模型,结合两矿实际技术经济指标,确定了采排交叠区合理的内排压帮高度.通过对比局部留沟内排搭桥方案黑岱沟露天煤矿节省的二次剥离费用和哈尔乌素露天煤矿内排空间损失增加的剥离运输费用关系,建立了局部留沟内排搭桥形态及参数优化数学模型,确定了合理的内排土桥形态及参数;在此基础上,通过分析比较内排土桥移设前后两矿二次剥离费用、剥离运输费用以及端帮压煤回采利润等的补偿关系,构建了内排土桥移设步距优化数学模型,结合两矿工作线推进强度,确定了内排土桥最佳移设步距与移设周期.以实现黑岱沟露天煤矿原煤产能持续稳定为目标,以抛掷爆破-拉斗铲倒堆系统生产能力为约束,设计优化了与采排交叠区推进度耦合的抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺作业参数,并通过模拟开采分析确定了黑岱沟露天煤矿采排交叠区与拉斗铲倒堆作业区的合理开采强度.在上述研究成果的基础上,编制了采排交叠区压帮内排与局部留沟内排搭桥方案近5年剥采排工程进度计划,并基于两方案剥采排工程进度计划中黑岱沟露天煤矿二次剥离量、哈尔乌素露天煤矿剥离物提升高度、两矿剥离加权平均运距及生产剥采比等5项关键指标构建的CRITIC-TOPSIS综合评价模型,比较确定了采排交叠区最优开采方案. 论文研究成果可为黑岱沟与哈尔乌素露天煤矿采排交叠区安全、经济、高效生产提供技术支持,为其他相邻露天矿类似问题的解决、并最终实现剥采排工程协调发展提供参考.
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