剥离倒堆是指用挖掘设备铲挖剥离物并堆放于旁侧的作业。当煤层的覆盖层不厚且呈现水平或近水平赋存时,在采掘设备线性尺度允许的条件下.可以采用向内部排土场倒堆的开采工艺。它集采掘、运输、排土作业于一个设备,是最简单的露大开采工艺。
概述倒堆是应用大型单斗长臂挖掘机或索斗挖掘机,把覆盖岩层剥掉并直接倒入采场的采空区内,揭露岩矿体,实现露天采矿的采剥程序。倒堆采矿法用于开采水平的或倾角小于12°的矿床且矿体厚度不大,埋藏深度较浅1。
剥离倒堆由专门设计的倒堆设备(倒堆用大型机械铲或吊斗铲)独立地完成对物料的挖掘、运输及排土等各项作业环节,而不需要在整个工艺系统中另行配置运输及排土设备。倒堆工艺系统只用来进行剥离覆盖于煤层(有用矿物)上部的剥离物以暴露煤层,然后用其他的工艺方法开采煤层或其他有用矿物。从这个含义上说,倒堆工艺系统仅是露天采场整个生产系统的一部分。仅有倒堆工艺系统并不能构成完整的剥采工程生产系统。因此,采用倒堆工艺的露天矿从总体来说必然是采用联合工艺系统2。
分类根据矿床赋存条件和所用采掘机械及其在工作面上布置的方法等因素,倒堆采矿法有下列诸方案:
一次倒堆采矿法 :(1) 单斗挖掘机倒堆;(2)索斗挖掘机倒堆。
重复倒堆采矿法:(1)单台重复倒堆;(2)多台重复倒堆。
一次倒堆采矿法若用单斗挖掘机倒堆。挖掘机立于矿层的顶盘上作业;若用索斗挖掘机,剥离索斗立于覆盖岩层顶盘下挖作业,若索斗挖掘机的卸载半径不能满足作业需要,也可将覆盖岩层分成两段,索斗挖掘机立于两段中间,对上分段实行上挖,对下分段实行下挖。
使用重复倒堆采矿法时,在可用剥离设备的线性规格较小,覆盖岩层厚度较大的地方,剥离的岩石倒入采空区后,会部分掩埋被揭露的矿体.这时则需进行重复挖掘和重复倒堆。重复挖掘和倒堆可用同一设备也可用另外的设备3。
挖掘与排岩的关系倒堆采矿法的特点是必须按岩、矿层的厚度与设备的工作规格,将剥离与采矿台阶工作面的结构参数和采场内岩堆的结构参数之间的关系协调好。
重复倒堆采矿法需要二次倒堆的岩量取决于一次倒堆挖掘机的规格和剥离岩层的总厚度。需要二次倒堆的岩量占倒堆总岩量的百分数叫做重复倒堆系数。重复倒堆采矿法有众多的工艺方案,只应用一台索斗挖掘机作倒堆和二次倒堆的方案有代表性,其工作组织简单,设备数量少,设备投资少,但剥离的进度相对较慢3。
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李斌 - 副教授 - 西南大学