【摘要】：露天煤礦開(kāi)發(fā)模式呈現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)、集約化經(jīng)營(yíng),以不斷加強(qiáng)科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步,降低生產(chǎn)成本并提高資源回采率,促進(jìn)資源、社會(huì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。拋擲爆破技術(shù)雖然作為低成本的剝離技術(shù)應(yīng)用于露天煤礦生產(chǎn)中,但由之而來(lái)的開(kāi)采限制性問(wèn)題對(duì)后續(xù)資源開(kāi)采方式造成影響。論文綜合運(yùn)用露天采礦學(xué)、爆破工程理論、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法、系統(tǒng)工程等多種理論,為拋擲爆破技術(shù)應(yīng)用條件及資源開(kāi)采問(wèn)題提供了理論支撐。基于巖石拋擲爆破機(jī)理和外彈道理論,確定了臺(tái)階高寬比、炮孔傾角、炸藥單耗、延時(shí)時(shí)間間隔、預(yù)裂爆破、孔網(wǎng)參數(shù)等為影響拋擲爆破效果的主要影響因素,并基于因子分析法構(gòu)建了爆破效果影響因素關(guān)聯(lián)程度的分析模型;采用模糊數(shù)學(xué)原理和集值統(tǒng)計(jì)原理建立了拋擲爆破效果評(píng)價(jià)模型�；诼短觳傻V學(xué)基本原理,分析了拋擲爆破技術(shù)的主要特點(diǎn)和爆堆形態(tài)特征,確定臺(tái)階坡面形態(tài)是最佳抵抗設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)因素,闡述了臺(tái)階坡面數(shù)據(jù)矢量化的基本方法、數(shù)據(jù)處理及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方式,分析了拋擲爆破震動(dòng)對(duì)露天礦邊坡的影響機(jī)制,結(jié)合工藝設(shè)備可靠性、統(tǒng)計(jì)的爆堆形態(tài)特點(diǎn),確定了開(kāi)采參數(shù)與生產(chǎn)能力間影響關(guān)系,對(duì)各參數(shù)進(jìn)行敏感性分析,確定倒堆臺(tái)階高度對(duì)生產(chǎn)能力影響最為敏感,其次為拉斗鏟穩(wěn)態(tài)有效度、有效拋擲率,而采掘帶寬度與工作線長(zhǎng)度的敏感度較低。確定了影響拋擲爆破多煤層開(kāi)采方式選擇的關(guān)鍵因素,分析了影響工藝匹配的主要因素與工藝類型、工藝適應(yīng)性及工藝應(yīng)用特征,分別從原煤產(chǎn)量要求的最小推進(jìn)度、后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)影響、設(shè)備投資與開(kāi)采成本三方面確定了拋擲爆破工藝匹配的決策指標(biāo),并從前設(shè)計(jì)型和后設(shè)計(jì)型構(gòu)建了生產(chǎn)成本數(shù)學(xué)模型;以露天礦生產(chǎn)能力為約束目標(biāo),根據(jù)拋擲爆破爆堆形態(tài)特征及對(duì)后續(xù)采排工程的影響特點(diǎn),結(jié)合設(shè)備生產(chǎn)能力和工藝設(shè)備作業(yè)方式,構(gòu)建拋擲爆破多煤層開(kāi)采方式選擇的生產(chǎn)能力模型,并基于TOPSIS法構(gòu)建了多煤層開(kāi)采方式綜合優(yōu)選模型。結(jié)合拋擲爆破臺(tái)階與采空區(qū)位置關(guān)系,分析了有效拋擲距離隨拋擲爆破相對(duì)位置高度變化的規(guī)律,確定多煤層條件下拋擲爆破位高可顯著增加巖塊的拋擲距離,對(duì)提高有效拋擲率具有較明顯的趨勢(shì);對(duì)多煤層下的拋擲爆破臺(tái)階參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,分別構(gòu)建了采掘帶高度和臺(tái)階高度的非線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型、工作線長(zhǎng)度的雙目標(biāo)優(yōu)化模型;分析了在拋擲爆破條件下露天礦山的開(kāi)采程序與開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng),確定了不同開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的移設(shè)步距優(yōu)化模型;研究了采礦工程推進(jìn)度的影響因素,并分析了邊坡穩(wěn)定性隨采排工程推進(jìn)變化規(guī)律,確定邊坡穩(wěn)定性系數(shù)隨端幫暴露面積增大而顯著降低。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD824.2
【圖文】：

博士學(xué)位論文2 我國(guó)露天煤礦開(kāi)采現(xiàn)狀綜述 (Surface Coal Mining Steview of China)2.1 我國(guó)露天煤礦煤層賦存特點(diǎn)我國(guó)露天煤礦主要分布于西北、西南、東北等邊疆，以內(nèi)蒙古、新疆、云南等省區(qū)為主，且各礦區(qū)分布零散，呈現(xiàn)零星分布于邊遠(yuǎn)地區(qū)，其受環(huán)質(zhì)、氣候等影響的開(kāi)采差異性較大，是露天礦開(kāi)采工藝選擇的主要影響因

.2.2 多煤層開(kāi)采工藝的主要類型由于我國(guó)露天煤礦多數(shù)具有多煤層賦存的特點(diǎn)，境界范圍內(nèi)煤層厚度可以設(shè)備開(kāi)采能力要求時(shí)，按照開(kāi)采或選采要求采用合適的工藝與設(shè)備進(jìn)行回此，在多煤層賦存的露天煤礦，煤層的開(kāi)采方式及程序主要與開(kāi)采工藝和設(shè)關(guān)，受煤層上下巖石剝離工藝影響較大。根據(jù)我國(guó)目前露天煤礦采用的生產(chǎn)及特點(diǎn)，多煤層開(kāi)采中應(yīng)用的典型工藝主要包括[8][9]：（1）輪斗挖掘機(jī)剝離輪斗挖掘機(jī)線性尺度大、生產(chǎn)能力高，利用裝載斗輪上的鏟斗直接切割物割能力小，主要用來(lái)挖掘松軟物料，適宜上部表土及硬度不大的風(fēng)化巖石[斗挖掘機(jī)通常與帶式輸送機(jī)配合，工作面膠帶垂直端幫，輪斗挖掘機(jī)采掘物懸臂、轉(zhuǎn)載機(jī)至工作面膠帶，設(shè)備尺寸大且需由轉(zhuǎn)載設(shè)備連接挖掘機(jī)與膠斗及轉(zhuǎn)載設(shè)備在工作面移動(dòng)速度較慢，同一水平布置一臺(tái)設(shè)備且多為組合，工作面膠帶由其他輔助設(shè)備定期移設(shè)。根據(jù)露天開(kāi)采延深基本關(guān)系，輪斗組成的組合臺(tái)階超前下部臺(tái)階的推進(jìn)。

圖 1-5 伊敏露天煤礦自移式破碎機(jī)工作面作業(yè)圖.1-5 Self-moving crusher working at working face of Yimin surface coal天礦 15、16#兩個(gè)可采煤層，為全區(qū)發(fā)育。煤層傾角約 3～15#煤層最大厚度 10m，最小厚度 6.5m，平均厚 7m，內(nèi)夾容重 1.14t/m3；16#煤層最大厚度 33.6m，最小厚度 24.0m，平t/m3，夾兩層 0.2m 以下夾矸。伊敏露天礦率先引進(jìn)了自移采煤臺(tái)階，形成單斗挖掘機(jī)-自移式破碎機(jī)-帶式輸送機(jī)半挖掘機(jī)-汽車工藝上部?jī)蓚�(gè)采煤臺(tái)階。由單斗挖掘機(jī)采裝破碎機(jī)通過(guò) A 型轉(zhuǎn)載機(jī)經(jīng)工作面膠帶-B 型轉(zhuǎn)載機(jī)到端幫型轉(zhuǎn)載站進(jìn)入地面輸煤系統(tǒng)。拋擲爆破拉斗鏟無(wú)運(yùn)輸?shù)苟褎冸x工藝采主要由采、運(yùn)、排三個(gè)環(huán)節(jié)組成，即物料的采裝、運(yùn)輸輸成本基本占總成本的 50%左右。拋擲爆破技術(shù)與其他工藝離物直接拋擲采空區(qū)，節(jié)省了這部分物料的采、運(yùn)、排費(fèi)剝離工藝?yán)迷O(shè)備作業(yè)半徑大的特點(diǎn)，可以將剝離物料直

本文編號(hào)：2777526