一种确定工作面带式输送机工作线形态的方法与流程

本发明属于露天矿连续系统及自移式破碎机半连续系统的工作面带式输送机组成及布置方式，特别涉及一种确定工作面带式输送机工作线形态的方法。

背景技术：

1、连续系统和自移式破碎机半连续系统在我国大型露天矿中被广泛地应用于露天矿的剥离和采煤作业，两者的共同特点是系统中布置有工作面带式输送机，正常情况下工作面布置一条带式输送机并随工作面的推进向前移设，但在特殊情况下将打破系统这一固有模式。如在采区中部遇到一条断距较大的正断层，直接导致工作线被切断，工作面带式输送机布置也将发生较大变化。

2、为了解决连续、半连续系统工作面带式输送机与露天矿的开采条件的适应性问题，在跨断层条件下工作面带式输送机工作线布置与露天矿经济效益和安全效益密切相关，并且涉及多方面影响因素及多种布置方式，亟待形成一个全面、系统地工作面带式输送机工作线形态确定理论体系，该理论体系同样适用于除断层外的其他类似条件。

3、现有的方法是遇到断层后仍然按照原有布置方式全线布置工作线，在断层两侧均布置有工作面带式输送机，中间跨断层利用带式输送机或者转载机提升。缺点是该方法在经济性及安全性较差。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种确定工作面带式输送机工作线形态的方法，解决工作面带式输送机的工作线形态问题，实现露天矿开采方式及生产系统的优化。

2、发明所采用的技术方案是：一种确定工作面带式输送机工作线形态的方法，其技术要点是，包括以下步骤：

3、s1，露天矿山基础数据收集及计算，包含连续系统和自移式破碎机半连续系统的年能力、采煤及剥离卡车单位运行费用、采装单位费用、带式输送机单位运行费用、设备单位投资(带式输送机或转载机)、机道修建的单位费用、带式输送机长度及卡车运距的计算；

4、s2，确定露天矿的采区与断层的相对位置关系及断层形态，计算断层两侧的工程量；

5、s3，断层两侧双工作线布置按工作线水平和垂直错开方式以及机道和转载机提升方式不同划分四种方式，分别计算机道工程量、转载机投资及带式输送机长度差值，计算双工作线的总费用，通过对比确定双工作线最优工作线形态；

6、s4，断层一侧单工作线按倒运煤炭的流向分去往破碎站和自移式破碎机两个方式，确定单工作线总费用；

7、s5，单工作线与双工作线费用对比，确定不同区域工作面带式输送机工作线形态。

8、上述方案中，步骤2所述的确定露天矿的采区与断层的相对位置关系及断层形态包括以下步骤：

9、s2-1，确定露天矿的采区与断层的相对位置关系，确定断层两侧的工程量；

10、具体过程为：断层一侧的采煤工程量通过计算断层一侧工作线的长度占总的工作线长度的比例与该系统所在煤层总煤量的乘积求得；断层一侧的剥离工程量通过断层一侧各剥离平盘的工作线之和占总的剥离工作线长度之和的比例与露天矿总剥离工程量的乘积求得；

11、s2-2，确定断层形态，获取断层不同断距区间及其长度，断层形态包括断层的断距及不同断距在平面上的长度，进而获取跨断层带式输送机的机道工程量；将断层断距划分不同的断距区间，计算某一断距区间的机道工程量，再将他们求和得到总的机道工程量。

12、上述方案中，步骤2-2所述的总的机道工程量的计算公式为：

13、qj＝q1+q2+…+qn＝∑li/y(wi+ti)   (1)

14、式中,q1,q2…qn的含义为不同断距区间的工程量，q1为第1个断距区间的工程量，q2为第2个断距区间的工程量，以此类推直至第n个，n为划分不同断距区间的个数；li为断层的不同断距区间的长度；y为移设步距；wi为不同断距区间的平均断距情况下的机道挖方量；不同断距区间的平均断距情况下的填方量ti。

15、上述方案中，步骤s3所述的断层两侧双工作线布置方式包括：

16、s3-1：确定双工作线划分方案，包括以下4类方案：

17、方案1：垂直方向错开则工作面由上下2条带式输送机组成，机道与工作线方向同向，两条工作面带式输送机中间采用提升机道和带式输送机提升；

18、方案2：垂直方向错开则工作面由上下2条带式输送机组成，机道与工作线方向同向，两条工作面带式输送机中间采用转载机提升；

19、方案3：水平和垂直同时错开则工作面由断层两侧及中部提升的3条带式输送机组成，中部提升的带式输送机及机道与断层两侧的两条带式输送机的方向之间存在有角度，两条工作面带式输送机中间采用机道和带式输送机提升；

20、方案4：水平和垂直同时错开则工作面由断层两侧及中部提升的3条带式输送机组成，中部提升的带式输送机及机道与断层两侧的两条带式输送机的方向之间存在有角度，两条工作面带式输送机中间采用转载机提升；

21、s3-2：对方案1-4的提升设备投资、带式输送机运行费用差、机道费用进行对比，确定双工作线不同方式的总费用。

22、上述方案中，步骤s3-2中的双工作线不同方式的总费用，计算公式如下：

23、fs＝f1+f2+f3＝l·f+q·lj·y·n+qj·d   (2)

24、fs为双工作线的总费用；f1为设备费用；f2为节省的运费；f3为机道费用；l为增加设备长度，m；j为设备单位投资(带式输送机或转载机)，元/km；q为系统年能力，t；l2为节省的带式输送机长度，km；y为带式输送机单位运行费用，元/t·km；n为露天矿剩余服务年限与设备折旧年限中的小值，年；qj为总的机道工程量，m3；d为机道修建的单位费用，元/m3。

25、上述方案中，步骤s4的单工作线总费用的计算公式为：

26、f＝qd·dd·q+qd·b-qd·ld·y-b·f·dd-ld·j·i(1+i)n/((1+i)n-1)-qj/n·d(3)

27、式中：f为单工作线与双工作线相比的相对总费用，元，若f＞0说明双工作线更优，若f＜0说明单工作线更优；qd为单工作线能力与设计能力相比需要倒运的煤量，t；dd为倒运部分去往破碎站或者自移式破碎机的加权运距，km；q为采煤卡车单位运行费用，元/t·km；b为采装单位费用，元/t；ld为单工作线节省设备长度(带式输送机或转载机)，km；y为带式输送机单位运行费用，元/t·km；b为单工作线时影响的剥离工程量，m3；f为剥离卡车单位运行费用，元/m3·km；dd为单工作线节省的卡车运距，km；j为设备单位投资(带式输送机或转载机)，元/km；n为露天矿剩余服务年限与设备折旧年限中的小值，年；i为折现率，％；qj为总的机道工程量(公式(1)计算结果)，m3；d为机道修建的单位费用，元/m3。需要说明的是去往破碎站不计算采装费用。

28、本发明的有益效果是：该确定工作面带式输送机工作线形态的方法，包括确定露天矿的采区与断层的相对位置关系及断层形态，计算断层两侧的工程量的步骤；比较断层两侧双工作线布置的总费用和单工作线方式的总费用，确定不同区域工作面带式输送机工作线形态的步骤。其通过模型优化工作线具有较好的经济效益，由于双侧工作线与单侧工作线相比，减少一侧工作面带式输送机对采掘场及排土场的制约，采用单工作线方式后工作面带式输送机由双工作线的断层两侧工作线先后移设变为断层一侧移设，使得系统整体的移设频率加快，加快了采掘场推进及排土场的跟进，简化了连续、半连续的系统组成、增加了作业灵活性，减少了端帮台阶暴露时间，提高了边坡稳定性，具有较好安全效益。