專利名稱：L型條區(qū)工作面垂直定軸轉(zhuǎn)向方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種露天采礦方法，更具體地說是一種在單斗鏟一卡車露天采礦工藝情況下，露天煤礦L型條區(qū)工作面扇形轉(zhuǎn)向方式。
近年來，我國新建成或擬建的幾個(gè)大型露天煤礦均采用分區(qū)開采程序，其中有部分分區(qū)開采的礦山條區(qū)呈L形狀，如準(zhǔn)格爾黑岱溝礦、平朔安太堡礦、安家?guī)X礦等，這些呈L型條區(qū)開采的露天礦山，在開采若干年后，工作面推進(jìn)方向必然要發(fā)生改變，對(duì)于工作面推進(jìn)到L型條區(qū)的轉(zhuǎn)角處，如何實(shí)現(xiàn)工作面的合理轉(zhuǎn)向問題，一直是人們正在研究的課題，總體認(rèn)為L型條區(qū)的工作面轉(zhuǎn)向方式中，扇形轉(zhuǎn)向優(yōu)于直角轉(zhuǎn)向方式，但在L型條區(qū)工作面扇形轉(zhuǎn)向方式中，仍有無數(shù)種轉(zhuǎn)向方案，至今在正式公開發(fā)表的出版物中尚沒有人從理論上和實(shí)踐中證明哪一種具體的扇形轉(zhuǎn)向方式在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上更合理，并且易于實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的目的就是通過分析露天煤礦L型條區(qū)工作面扇形轉(zhuǎn)向諸多方案，從中得出技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，便于實(shí)施的最佳L型條區(qū)工作面轉(zhuǎn)向方式，以便在類似礦山L型條區(qū)開采過程中獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的發(fā)明方案如下露天礦L型條區(qū)開采時(shí)，改變工作面推進(jìn)方向的最佳轉(zhuǎn)向方式是扇形轉(zhuǎn)向，并以固定垂直軸為軸心，該固定垂直軸位于距采場最上部一個(gè)臺(tái)階坡底線最小運(yùn)輸車輛轉(zhuǎn)彎半徑處。轉(zhuǎn)向時(shí)，各工作水平繞同一垂直固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成一系列同心不同半徑的圓弧，轉(zhuǎn)向區(qū)內(nèi)各平盤寬度與轉(zhuǎn)向區(qū)外原平盤寬度相等，轉(zhuǎn)向區(qū)內(nèi)邊坡角與轉(zhuǎn)向區(qū)外原邊坡角相等。
本發(fā)明的實(shí)施效果通過實(shí)例說明假設(shè)一露天礦山平均剝離物厚度150m，生產(chǎn)剝采比5.0m3/t，最底部臺(tái)階工作線長度1500m，端幫邊坡角30°，則扇形垂直定軸轉(zhuǎn)向方式與其它方式相比的直接經(jīng)濟(jì)效益如下表所示
物料容重γ＝2.2t/m3t-km運(yùn)費(fèi)1元 年產(chǎn)量1500萬噸扇形垂直定軸轉(zhuǎn)向方式以外的其它轉(zhuǎn)向方式除上面表中所列因運(yùn)距變化增加運(yùn)費(fèi)之外，還因剝采化增加造成設(shè)備數(shù)量的不足，因此要滿足原年產(chǎn)量要求，就要增加采掘運(yùn)輸設(shè)備，以最低限度增加一臺(tái)鏟、5臺(tái)車計(jì)，需增加投資5500萬元，此外增加設(shè)備還需增加人員，由此引發(fā)工資總額、生活配套服務(wù)設(shè)施的增加等一系列問題。


圖1是L型條區(qū)工作面直角緩幫轉(zhuǎn)向方式示意圖。
圖2是L型條區(qū)工作面扇形轉(zhuǎn)向方式示意圖。
圖3是L型條區(qū)扇形定工作線長度轉(zhuǎn)向方式示意圖。
圖4是L型條區(qū)扇形變工作線長度轉(zhuǎn)向方式示意圖。
圖5是L型條區(qū)扇形動(dòng)軸轉(zhuǎn)向方式示意圖。
圖6是L型條區(qū)扇形傾斜固定軸轉(zhuǎn)向方式示意圖。
圖7是本發(fā)明的L型條區(qū)扇形垂直定軸轉(zhuǎn)向方式示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，露天煤礦L型條區(qū)工作面轉(zhuǎn)向方式從技術(shù)上可分為兩種，一種是直角緩幫轉(zhuǎn)向方式，參見圖1；另一種是扇形轉(zhuǎn)向方式，參見圖2。在剝離采用以單頭鏟—卡車工藝為主，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部排土的條件下，直角緩幫轉(zhuǎn)向方式由于每個(gè)工作面均需推進(jìn)到L型條區(qū)轉(zhuǎn)角盡頭后，再轉(zhuǎn)角90°，然后再逐個(gè)恢復(fù)工作面。若壓幫開采，則造成二次剝離，若留溝開采，則內(nèi)排不能雙向運(yùn)輸，增大運(yùn)距及外排量，且轉(zhuǎn)向后工作面的恢復(fù)會(huì)影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，甚至產(chǎn)量下降。扇形轉(zhuǎn)向方式則可以克服直角緩幫轉(zhuǎn)向方式所造成的二次剝離或留溝開采不能雙向運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)內(nèi)部排土的缺陷。
L型條區(qū)扇形轉(zhuǎn)向方式依據(jù)其工作面轉(zhuǎn)向期間工作線的長度是否會(huì)發(fā)生變化又分為定工作線長度轉(zhuǎn)向方式和變工作線長度轉(zhuǎn)向方式，參見圖3、圖4。如圖4所示，變工作線長度轉(zhuǎn)向方式在工作面進(jìn)入轉(zhuǎn)向區(qū)后，上部剝離工作線長度逐漸變長，在轉(zhuǎn)角到45°時(shí)達(dá)到最長，而下部采礦臺(tái)階工作線長度增幅很小，使生產(chǎn)剝采比加大，相對(duì)剝離總量增加，要完成同樣的產(chǎn)量必須增加設(shè)備及人員，造成額外投資增加。當(dāng)上部臺(tái)階由45°轉(zhuǎn)至90°范圍時(shí)，上部臺(tái)階工作線長度又逐漸變短，下部臺(tái)階工作線長度逐漸變長，礦山生產(chǎn)剝采比下降，增加的設(shè)備及人員又會(huì)造成閑置和浪費(fèi)，使投資不能很好的發(fā)揮效益。
L型條區(qū)扇形轉(zhuǎn)向定工作線長度方式，根據(jù)轉(zhuǎn)向軸的位置及傾向又分為動(dòng)軸轉(zhuǎn)向方式(參見圖5)和定軸轉(zhuǎn)向方式。如附圖5所示，動(dòng)軸轉(zhuǎn)向方式是工作面轉(zhuǎn)向時(shí)不依某一定軸為軸心，隨意轉(zhuǎn)向，該方式從理論計(jì)算上雖然可行，但在實(shí)際應(yīng)用過程中是很難實(shí)現(xiàn)的，由于其隨意性很大，在安排生產(chǎn)計(jì)劃、工作面放樣、定線及生產(chǎn)管理上動(dòng)軸轉(zhuǎn)向方式無法按實(shí)際計(jì)劃操作。
L型條區(qū)扇形定軸轉(zhuǎn)向方式是工作面扇形轉(zhuǎn)向時(shí)，依某一固定軸為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)向，依據(jù)定軸轉(zhuǎn)向軸與水平面的夾角又分為傾斜固定軸轉(zhuǎn)向方式和垂直固定軸轉(zhuǎn)向方式。參見圖6、圖7。如圖6所示，傾斜固定軸轉(zhuǎn)向方式即固定轉(zhuǎn)向軸傾角α1的變化范圍在邊坡角α至90°之間，轉(zhuǎn)向軸可以與內(nèi)側(cè)端幫坡角同向(圖6-1)，也可以與外側(cè)端幫坡角同向(圖6-2)，當(dāng)固定轉(zhuǎn)軸傾角α1與邊坡角相等時(shí)，與轉(zhuǎn)軸同向的端幫工作平盤寬度加大，與轉(zhuǎn)軸異向的端幫工作平盤寬度變窄，無法保證正常行車，故傾斜軸轉(zhuǎn)向時(shí)，一側(cè)端技術(shù)上可行，另一側(cè)端技術(shù)上不可行。
當(dāng)轉(zhuǎn)軸傾角逐步增加到90°時(shí)，即轉(zhuǎn)向軸與水平面垂直，變?yōu)榇怪惫潭ㄝS轉(zhuǎn)向方式，如附圖7所示，轉(zhuǎn)向時(shí)各工作水平繞同一定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成一系列同心不同半徑的圓弧，轉(zhuǎn)向區(qū)內(nèi)各平盤寬度與轉(zhuǎn)向區(qū)外原平盤寬度相等，轉(zhuǎn)向區(qū)內(nèi)邊坡角與轉(zhuǎn)向區(qū)外原邊坡角相等。垂直固定軸位于轉(zhuǎn)向區(qū)內(nèi)側(cè)距最上部臺(tái)階坡底線大于等于卡車最小轉(zhuǎn)彎半徑處，在滿足技術(shù)可行的條件下，該半徑越小越好，半徑越大，轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)側(cè)超出境界的剝離量就越多。
通過分析對(duì)比，露天礦L型條區(qū)開采時(shí)，改變工作面推進(jìn)方向的最佳轉(zhuǎn)向方式從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及易操作實(shí)施方面綜合考慮是扇形垂直定軸轉(zhuǎn)向方式，并以固定垂直軸為軸心，該固定垂直軸位于距采場最上部一個(gè)臺(tái)階坡底線最小運(yùn)輸車輛轉(zhuǎn)彎半徑處。
權(quán)利要求
1.一種露天采礦方法，即露天煤礦L型條區(qū)工作面垂直定軸轉(zhuǎn)向方式，其特征在于露天礦L型條區(qū)開采，改變工作面推進(jìn)方向時(shí)以固定垂直軸為軸心，轉(zhuǎn)向時(shí)，各工作水平繞該同一垂直固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成一系列同心不同半徑的圓弧，轉(zhuǎn)向區(qū)內(nèi)各平盤寬度與轉(zhuǎn)向區(qū)外原平盤寬度相等，轉(zhuǎn)向區(qū)內(nèi)邊坡角與轉(zhuǎn)向區(qū)外原邊坡角相等；該固定垂直軸位于距采場最上部一個(gè)臺(tái)階坡底線最小運(yùn)輸車輛轉(zhuǎn)彎半徑處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種露天采礦方法，具體地說是露天礦L型條區(qū)工作面垂直定軸扇形轉(zhuǎn)向方式，露天煤礦L型條區(qū)開采時(shí)，改變工作面推進(jìn)方向時(shí)，各工作水平繞同一固定垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成一系列同心不同半徑的圓弧，該轉(zhuǎn)向方式是工作面扇形轉(zhuǎn)向方式中技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，便于實(shí)施的理想轉(zhuǎn)向方式。
文檔編號(hào)E21C47/00GK1162057SQ9611688
公開日1997年10月15日 申請(qǐng)日期1996年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月6日
發(fā)明者姬長生, 才慶祥 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)