哈尔乌素露天煤矿外委运输系统优化

侯占山

（神华准格尔能源有限责任公司 哈尔乌素露天煤矿，内蒙古 鄂尔多斯010300）

基于哈尔乌素露天煤矿多年征地滞后的累积效应，剥采比严重失衡，剥离台阶多处并段，生产开拓系统全面破坏，后续生产作业计划安排存在极大困难。尤其是上部外委剥离台阶，既要横跨蒙古高原“鸡爪子”地形[1-2]，又要避免和下部自营大设备进行交叉，且要保证安全生产，运输系统布置极其困难。

哈尔乌素露天煤矿现有3 个外委剥离标段，工程总量18 170 万m3，截至2020 年累计完成8 000万m3，完成44%。3 个标段的剥离物经哈尔乌素露天煤矿南、北端帮运输系统进入排土场。随着采场向前推进，北端帮运输系统已经制约黑岱沟和哈尔乌素露天煤矿（简称两矿）交界区域正常生产，南端帮运输系统将不能满足跨南坪沟后的剥离运输需要。

1 北端帮系统优化

2016 年6 月17 日在准能公司会议中心召开“神华准能集团黑岱沟、哈尔乌素露天煤矿协同开采研讨会”，根据会议内容和准能集团领导指示精神，在哈矿征地受阻，设备能力闲置，原煤生产面临巨大压力的情况下，同时考虑黑矿正处于转向过渡时期，剥离能力缺口较大，要求两矿从公司整体利益出发，尽快开展初期协同开采实施方案研究，以确保未来几年集团公司整体煤炭生产任务顺利进行。

中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司在《相邻露天煤矿采剥工程协调发展方案研究》报告中给出的结论是两矿交接区域最优压帮高度为＋1 100 m。目前，两矿交界区域压帮高度为＋1 130 m。为此主要研究两矿交接区域从＋1 130 m 到＋1 100 m 过渡期间的工程安排、二次剥离量、运距和爬高情况。

1．1 优化方案

哈矿北端帮＋1130 端帮路宽60 m，供2 个标段外委单位运行；＋1100 端帮路宽40 m、长1 500 m，供2 台自营剥离电铲的卡车运行。若将＋1100 端帮路整体扩至100 m 宽，总剥离量270 万m3，根据过去2 次扩帮经验，整体扩帮需3 个月，将影响外委和自营剥离正常生产。所以，提出分段扩帮方案，具体的扩帮工程安排如下：坡道是扩帮位置，总剥离量30 万m3。扩帮前需要提前进行995、1025、1055、1 100 排土场压脚排弃（洋红区域），压脚量300 万m3。

工程安排：①按照北端帮搭接995 排土桥方案，11 月重点采掘该区域煤炭；②12 月自营剥离电铲重点进行压脚排弃；③2020 年1 月（春节外委放假期间）外委施工单位留5 组设备进行扩帮（修筑坡道）。运距变化：外委剥离卡车经两矿交接区域1 100 m水平和1 130 m 水平的运距基本一致。爬高变化：外委剥离卡车经两矿交接区域1 100 m 水平较1 130 m 水平的重复爬高增加30 m。二次剥离量：两矿交接区域按1 100 m 水平留设比按1 130 m 水平留设每年减少二次剥离量360 万m3。

1．2 经济效益

两矿每年经过交界区域的剥离物按6 000 万m3计算，黑矿二次剥离成本按外委土方剥离成本10元/m3计算（以1 100 m 水平为基准值），重复爬高成本按高度每增减1 m，单价相应增减0．01 元/m3计算（以1 130 m 水平为基准值），2 种方案费用比较见表1。

表1 2 种方案费用比较

两矿交接区域留设在1 100 m 水平优于留设在1 130 m 水平，随着采场向前推进，剥采比逐渐降低，留设在1 100 m 水平的优势更加突出[3]。

1．3 安全措施

施工期间必须遵守国家《煤矿安全规程》和《哈尔乌素露天煤矿安全技术作业操作规程》等相关规定[4-6]，同时在部分特殊区域要严格执行下列规定：端帮台阶必须进行预裂爆破；电铲在刷帮时必须白天作业；电铲在作业时，发现台阶上部有浮石或伞檐，必须立即停止作业，处理后方可继续作业；推土机及时做好掩护挡墙，挡墙修设尺寸参照卡车运输道路挡墙标准；卡车运输作业时要远离台阶坡底位置。

2 南端帮系统优化

哈尔乌素露天煤矿南端帮有995、1 025、1 055、1 100、1 130 m 水平5 条端帮路，是外委剥离物料和自营煤炭运输的主要通道。目前，采场地表已推进至南坪沟，南坪沟地势低洼（＋1 070 m），1 100 m 水平和1 130 m 水平2 条端帮路已歼灭。2020 年，外委设备剥离南坪沟东部的剥离物时，需经南坪沟沟底（＋1 070 m 水平）至排土场，重复爬高增加，剥离运距增大，且与运煤卡车交叉。为此通过在南坪沟搭建桥涵的方式解决该难题[7-11]。

2．1 优化方案

搭桥位置初步选在南端帮和引水渠界线南侧（外侧），搭桥位置平面图如图1。

图1 搭桥位置平面图

桥体尺寸及结构要求为：桥面宽100 m，其中外委剥离运输系统占用60 m，破碎站带式输送机占用40 m（提前预留）；桥面长300 m，搭桥位置是黄土冲沟，沟底宽100 m，桥体左右两侧地基延伸长度各按100 m 考虑；桥体高20 m，桥面下部第1 层设引水渠道，第2 层设运煤卡车道路。引水渠道高5 m，运煤卡车通道高10 m（600B：长× 宽× 高= 15 790 mm × 9 500 mm × 7 810 mm）；桥体结构需满足外委小设备重载通过的承载要求和破碎站带式输送机铺设的承载要求。

南坪沟东侧剥离物经北端帮至排土场重心，运距8．5 km。南坪沟东侧剥离物经南坪沟沟底至排土场重心，运距6．2 km。应用桥涵后，南坪沟东侧剥离物经桥面至排土场重心，运距5．5 km。南坪沟东侧剥离物经北端帮至排土场重心，重复爬高55 m。南坪沟东侧剥离物经南坪沟沟底至排土场重心，重复爬高50 m。应用桥涵后，南坪沟东侧剥离物经桥面至排土场重心，重复爬高30 m。南坪沟东侧剥离设备需经采场北部作业平盘至北端帮，将对北部作业平盘的采掘、运输设备造成干扰，影响作业效率，增加安全隐患。南坪沟东侧剥离设备经南坪沟沟底至南端帮，将和运煤卡车存在交叉，大小设备交叉安全隐患非常大，将严重影响煤炭生产能力。应用桥涵后，外委剥离设备经桥面至排土场，运煤卡车经桥底进入破碎站，大小设备无同水平交叉。

2.2 经济效益

按照现在推进度计算，排土场跨越南坪沟需5年时间，每年有4 000 万m3剥离物经南端帮运输系统至排土场。依据目前外委标段调价方式，按照爬升高度每增减1 m，单价相应增减0.01 元/m3；运距以100 m 为单位，每增减100 m 增减运费0.1 元/m3计算。以应用桥涵为基准值进行运距、爬高费用比较，3种方案运距、爬高费用比较见表2。

表2 3 种方案运距、爬高费用比较

若应用桥涵进行外委剥离运输，5 年可节约成本1.5 亿元（桥涵成本按5 000 万元扣除）。

2.3 安全措施

建设桥涵期间。进入施工现场的人员，按规定佩戴劳动保护用品和安全用具，作业人员不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底易滑鞋。严禁酒后上岗。施工现场全体人员必须严格执行《建筑安装工程安全技术规定》和《建筑安装工人安全技术操作规程》。施工现场临时电线路必须符合建设部颁发的JTJ 46—88 施工临时用电安全技术规范的要求，严禁任意拉线接电。起重机械必须符合GB 6067—85 起重机械安全规程的规定。严格执行《中华人民共和国消防条例》，设置符合消防要求的消防设施，并保证其完好备用。各分项工程施工进行中，由施工负责人组织有关人员，每星期进行1 次安全知识教育和1 次安全检查，发现问题及时处理；工区经理组织有关人员每月进行1 次安全检查和评价。

3 结 语

对哈尔乌素露天煤矿南、北端帮运输系统优化可以有效解决未来几年哈尔乌素露天煤矿外委小设备运输系统布置困难等难题。

1）黑岱沟和哈尔乌素两露天矿在同向推进这几年期间，交界区域通过的剥离物按6 000 万m3／a 计算，仅二次剥离成本和克服爬高方面的成本每年节约约5 400 万元。

2）若哈尔乌素露天煤矿南端帮通过搭建桥涵跨越南坪沟，扣除修建涵洞成本约5 000 万元，应用桥涵进行外委剥离运输，每年节约运输成本约3 000万元。