哈爾烏素露天煤礦外委運輸系統(tǒng)優(yōu)化

侯占山

（神華準格爾能源有限責任公司 哈爾烏素露天煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯010300）

基于哈爾烏素露天煤礦多年征地滯后的累積效應，剝采比嚴重失衡，剝離臺階多處并段，生產(chǎn)開拓系統(tǒng)全面破壞，后續(xù)生產(chǎn)作業(yè)計劃安排存在極大困難。尤其是上部外委剝離臺階，既要橫跨蒙古高原“雞爪子”地形[1-2]，又要避免和下部自營大設備進行交叉，且要保證安全生產(chǎn)，運輸系統(tǒng)布置極其困難。

哈爾烏素露天煤礦現(xiàn)有3 個外委剝離標段，工程總量18 170 萬m3，截至2020 年累計完成8 000萬m3，完成44%。3 個標段的剝離物經(jīng)哈爾烏素露天煤礦南、北端幫運輸系統(tǒng)進入排土場。隨著采場向前推進，北端幫運輸系統(tǒng)已經(jīng)制約黑岱溝和哈爾烏素露天煤礦（簡稱兩礦）交界區(qū)域正常生產(chǎn)，南端幫運輸系統(tǒng)將不能滿足跨南坪溝后的剝離運輸需要。

1 北端幫系統(tǒng)優(yōu)化

2016 年6 月17 日在準能公司會議中心召開“神華準能集團黑岱溝、哈爾烏素露天煤礦協(xié)同開采研討會”，根據(jù)會議內(nèi)容和準能集團領導指示精神，在哈礦征地受阻，設備能力閑置，原煤生產(chǎn)面臨巨大壓力的情況下，同時考慮黑礦正處于轉(zhuǎn)向過渡時期，剝離能力缺口較大，要求兩礦從公司整體利益出發(fā)，盡快開展初期協(xié)同開采實施方案研究，以確保未來幾年集團公司整體煤炭生產(chǎn)任務順利進行。

中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司在《相鄰露天煤礦采剝工程協(xié)調(diào)發(fā)展方案研究》報告中給出的結(jié)論是兩礦交接區(qū)域最優(yōu)壓幫高度為＋1 100 m。目前，兩礦交界區(qū)域壓幫高度為＋1 130 m。為此主要研究兩礦交接區(qū)域從＋1 130 m 到＋1 100 m 過渡期間的工程安排、二次剝離量、運距和爬高情況。

1．1 優(yōu)化方案

哈礦北端幫＋1130 端幫路寬60 m，供2 個標段外委單位運行；＋1100 端幫路寬40 m、長1 500 m，供2 臺自營剝離電鏟的卡車運行。若將＋1100 端幫路整體擴至100 m 寬，總剝離量270 萬m3，根據(jù)過去2 次擴幫經(jīng)驗，整體擴幫需3 個月，將影響外委和自營剝離正常生產(chǎn)。所以，提出分段擴幫方案，具體的擴幫工程安排如下：坡道是擴幫位置，總剝離量30 萬m3。擴幫前需要提前進行995、1025、1055、1 100 排土場壓腳排棄（洋紅區(qū)域），壓腳量300 萬m3。

工程安排：①按照北端幫搭接995 排土橋方案，11 月重點采掘該區(qū)域煤炭；②12 月自營剝離電鏟重點進行壓腳排棄；③2020 年1 月（春節(jié)外委放假期間）外委施工單位留5 組設備進行擴幫（修筑坡道）。運距變化：外委剝離卡車經(jīng)兩礦交接區(qū)域1 100 m水平和1 130 m 水平的運距基本一致。爬高變化：外委剝離卡車經(jīng)兩礦交接區(qū)域1 100 m 水平較1 130 m 水平的重復爬高增加30 m。二次剝離量：兩礦交接區(qū)域按1 100 m 水平留設比按1 130 m 水平留設每年減少二次剝離量360 萬m3。

1．2 經(jīng)濟效益

兩礦每年經(jīng)過交界區(qū)域的剝離物按6 000 萬m3計算，黑礦二次剝離成本按外委土方剝離成本10元/m3計算（以1 100 m 水平為基準值），重復爬高成本按高度每增減1 m，單價相應增減0．01 元/m3計算（以1 130 m 水平為基準值），2 種方案費用比較見表1。

表1 2 種方案費用比較

兩礦交接區(qū)域留設在1 100 m 水平優(yōu)于留設在1 130 m 水平，隨著采場向前推進，剝采比逐漸降低，留設在1 100 m 水平的優(yōu)勢更加突出[3]。

1．3 安全措施

施工期間必須遵守國家《煤礦安全規(guī)程》和《哈爾烏素露天煤礦安全技術(shù)作業(yè)操作規(guī)程》等相關(guān)規(guī)定[4-6]，同時在部分特殊區(qū)域要嚴格執(zhí)行下列規(guī)定：端幫臺階必須進行預裂爆破；電鏟在刷幫時必須白天作業(yè)；電鏟在作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)臺階上部有浮石或傘檐，必須立即停止作業(yè)，處理后方可繼續(xù)作業(yè)；推土機及時做好掩護擋墻，擋墻修設尺寸參照卡車運輸?shù)缆窊鯄藴剩豢ㄜ囘\輸作業(yè)時要遠離臺階坡底位置。

2 南端幫系統(tǒng)優(yōu)化

哈爾烏素露天煤礦南端幫有995、1 025、1 055、1 100、1 130 m 水平5 條端幫路，是外委剝離物料和自營煤炭運輸?shù)闹饕ǖ馈Ｄ壳?，采場地表已推進至南坪溝，南坪溝地勢低洼（＋1 070 m），1 100 m 水平和1 130 m 水平2 條端幫路已殲滅。2020 年，外委設備剝離南坪溝東部的剝離物時，需經(jīng)南坪溝溝底（＋1 070 m 水平）至排土場，重復爬高增加，剝離運距增大，且與運煤卡車交叉。為此通過在南坪溝搭建橋涵的方式解決該難題[7-11]。

2．1 優(yōu)化方案

搭橋位置初步選在南端幫和引水渠界線南側(cè)（外側(cè)），搭橋位置平面圖如圖1。

圖1 搭橋位置平面圖

橋體尺寸及結(jié)構(gòu)要求為：橋面寬100 m，其中外委剝離運輸系統(tǒng)占用60 m，破碎站帶式輸送機占用40 m（提前預留）；橋面長300 m，搭橋位置是黃土沖溝，溝底寬100 m，橋體左右兩側(cè)地基延伸長度各按100 m 考慮；橋體高20 m，橋面下部第1 層設引水渠道，第2 層設運煤卡車道路。引水渠道高5 m，運煤卡車通道高10 m（600B：長× 寬× 高= 15 790 mm × 9 500 mm × 7 810 mm）；橋體結(jié)構(gòu)需滿足外委小設備重載通過的承載要求和破碎站帶式輸送機鋪設的承載要求。

南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)北端幫至排土場重心，運距8．5 km。南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)南坪溝溝底至排土場重心，運距6．2 km。應用橋涵后，南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)橋面至排土場重心，運距5．5 km。南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)北端幫至排土場重心，重復爬高55 m。南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)南坪溝溝底至排土場重心，重復爬高50 m。應用橋涵后，南坪溝東側(cè)剝離物經(jīng)橋面至排土場重心，重復爬高30 m。南坪溝東側(cè)剝離設備需經(jīng)采場北部作業(yè)平盤至北端幫，將對北部作業(yè)平盤的采掘、運輸設備造成干擾，影響作業(yè)效率，增加安全隱患。南坪溝東側(cè)剝離設備經(jīng)南坪溝溝底至南端幫，將和運煤卡車存在交叉，大小設備交叉安全隱患非常大，將嚴重影響煤炭生產(chǎn)能力。應用橋涵后，外委剝離設備經(jīng)橋面至排土場，運煤卡車經(jīng)橋底進入破碎站，大小設備無同水平交叉。

2.2 經(jīng)濟效益

按照現(xiàn)在推進度計算，排土場跨越南坪溝需5年時間，每年有4 000 萬m3剝離物經(jīng)南端幫運輸系統(tǒng)至排土場。依據(jù)目前外委標段調(diào)價方式，按照爬升高度每增減1 m，單價相應增減0.01 元/m3；運距以100 m 為單位，每增減100 m 增減運費0.1 元/m3計算。以應用橋涵為基準值進行運距、爬高費用比較，3種方案運距、爬高費用比較見表2。

表2 3 種方案運距、爬高費用比較

若應用橋涵進行外委剝離運輸，5 年可節(jié)約成本1.5 億元（橋涵成本按5 000 萬元扣除）。

2.3 安全措施

建設橋涵期間。進入施工現(xiàn)場的人員，按規(guī)定佩戴勞動保護用品和安全用具，作業(yè)人員不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底易滑鞋。嚴禁酒后上崗。施工現(xiàn)場全體人員必須嚴格執(zhí)行《建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)定》和《建筑安裝工人安全技術(shù)操作規(guī)程》。施工現(xiàn)場臨時電線路必須符合建設部頒發(fā)的JTJ 46—88 施工臨時用電安全技術(shù)規(guī)范的要求，嚴禁任意拉線接電。起重機械必須符合GB 6067—85 起重機械安全規(guī)程的規(guī)定。嚴格執(zhí)行《中華人民共和國消防條例》，設置符合消防要求的消防設施，并保證其完好備用。各分項工程施工進行中，由施工負責人組織有關(guān)人員，每星期進行1 次安全知識教育和1 次安全檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；工區(qū)經(jīng)理組織有關(guān)人員每月進行1 次安全檢查和評價。

3 結(jié) 語

對哈爾烏素露天煤礦南、北端幫運輸系統(tǒng)優(yōu)化可以有效解決未來幾年哈爾烏素露天煤礦外委小設備運輸系統(tǒng)布置困難等難題。

1）黑岱溝和哈爾烏素兩露天礦在同向推進這幾年期間，交界區(qū)域通過的剝離物按6 000 萬m3／a 計算，僅二次剝離成本和克服爬高方面的成本每年節(jié)約約5 400 萬元。

2）若哈爾烏素露天煤礦南端幫通過搭建橋涵跨越南坪溝，扣除修建涵洞成本約5 000 萬元，應用橋涵進行外委剝離運輸，每年節(jié)約運輸成本約3 000萬元。