一種深凹露天礦開采模型系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種深凹露天礦開采模型系統，其包括深凹露天采場、排土場、地面運輸道路和原煤洗選場部分，其中，所述深凹露天采場為模擬的設置在煤層上的煤采場，模擬多臺斗輪挖掘機在北部工作幫進行連續剝離作業和在深部進行采煤作業，模擬將采場內剝離物通過建立在東端幫上的膠帶機運至地面南部排土場由排土機進行排土作業，模擬將采場內毛煤通過建立在西端幫上的膠帶機運至地表境界西側的原煤洗選場進行加工。本發明深凹露天礦開采模型系統能夠模擬多種施工工藝條件的試驗，能根據采礦的需求實時進行改進，能對采礦現場進行整體的調整。
【專利說明】一種深凹露天礦開采模型系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及露天采礦領域，尤其涉及一種深凹露天礦開采模型系統。
【背景技術】
[0002] 現有技術中深凹露天采礦系統具有較為復雜的構造，一般包括深凹采場以及相應 的挖掘、運輸和排土設備，在實際的露天采煤中，若對采礦工藝或者系統進行改進，工程比 較復雜，且不能根據采礦的需求實時進行改進，也不能對采礦現場進行整體的調整。
[0003] 鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創作。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種深凹露天礦開采模型系統，用以克服上述技術缺陷。
[0005] 為實現上述目的，本發明提供一種深凹露天礦開采模型系統，其包括深凹露天采 場、排土場、地面運輸道路和原煤洗選場，其中，
[0006] 所述深凹露天采場為模擬的設置在煤層上的煤采場，其內設置多個采煤點，模擬 汽車將南幫剝離物運往南部排土場排棄并返回，所述地面運輸道路置于所述深凹露天采場 和排土場之間，所述煤層東西方向走向，所述原煤洗選場設置在所述深凹露天采場的地表 西側，在所述深凹露天采場東、西兩端幫分別建有拉運剝離和運送毛煤的膠帶機運輸系統， 汽車出車溝建在南幫用于溝通采場內和地面的運輸聯系；
[0007] 所述原煤洗選場將從深凹露天采場中采集的煤炭分類處理。
[0008] 進一步，沿煤層走向在頂板拉溝降深露煤，垂直于煤層走向橫向推進，暴露煤層頂 板；
[0009] 東、西、南上部三個臺階到界，最終幫坡角35°，到界寬度10m，下部為工作臺階；
[0010] 北部邊邦自上而下為正常工作臺階，工作幫坡角12°，平盤寬度42m，在北部工作 幫每隔一個剝離臺階設計出正常采掘工作面，東、西端幫各設置一個采掘工作面
[0011] 進一步，所述深凹露天采場采深在80?100m，煤層呈臺階型布置，臺階坡面的高 度為l〇m，臺階坡面角65°，工作平盤寬度42m ;在所述深凹露天采場南幫設有傾斜運輸溝 道。
[0012] 進一步，所述南部邊幫建有直進-折返式的傾斜運輸溝道，傾斜運輸溝道的長度 為125m，縱向坡度8%，道路寬度10m ;平坡距30m。
[0013] 進一步，所述在北部工作幫和坑底的采煤工作面上設置輪斗挖掘機和皮帶車在該 位置處采集煤炭；所述深凹露天采場的臺階上連接有膠帶機，用以傳送煤炭。
[0014] 進一步，在煤層底板方向境界以外50m處設外部排土場，兩個排土臺階，排土臺階 寬度20m，在排土場上設置階梯臺面，在階梯臺面上設置膠帶排土機和推土機分別由東、西 兩個方向進行排土作業。
[0015] 進一步，所述原煤洗選場包括人員以及維護部分，破碎站、原煤緩沖倉、濃縮池、落 煤塔、動篩碎石倉、大塊精煤倉、末煤倉和計量室。
[0016] 進一步，膠帶機運輸系統為工作線東、西方向布置，斗輪挖掘機東、西方向"之"型 開采，臺階推進方向由南向北，采場內移動膠帶機位于斗輪挖掘機北側東、西方向縱向布 置，在東部固定幫上，設有采場內固定的膠帶機直通采場外，可將移動膠帶機轉載的剝離物 通過固定膠帶機運往北部排土場排棄。在西部固定幫，也設有采場內固定的膠帶機直通采 場外，可將移動膠帶機轉載的毛煤通過固定膠帶機運往礦采場外西部的原煤洗選場加工。
[0017] 進一步，東、西、南上部三個臺階到界，最終幫坡角35°，到界寬度10m，下部為工 作臺階；北部邊邦自上而下為正常工作臺階，工作幫坡角12°，平盤寬度42m，在北部工作 幫每隔一個剝離臺階設計出正常采掘工作面。
[0018] 進一步，山坡垂高80m，傾斜度20° ;傾斜運輸溝道長度125m，縱向坡度8%，道路 寬度l〇m ;平坡距30m ;礦采場尺寸：長X寬=2. 5X2m，礦采場比例：長：寬=2. 5。
[0019] 與現有技術相比較本發明的有益效果在于：本發明深凹露天礦開采模型系統能夠 模擬多種施工工藝條件的試驗，能根據采礦的需求實時的進行改進，能對采礦現場進行整 體的調整。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明深凹露天礦開采模型系統的結構示意圖；
[0021] 圖2為本發明深凹露天采場的模型俯視結構示意圖；
[0022] 圖3為本發明排土場的模型結構示意圖；
[0023] 圖4為本發明原煤洗選場的模型結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。
[0025] 請參閱圖1所示，其為本發明深凹露天礦開采模型系統的結構示意圖，本發明系 統包括深凹露天采場1、排土場2、地面運輸道路3和原煤洗選場4,所述深凹露天采場1為 模擬的設置在煤層上的煤采場，其內設置多個采煤點，模擬汽車將剝離物運至地面部分的 排土場2排棄并返回，所述地面運輸道路3置于所述深凹露天采場1和排土場2之間，所述 煤層東西方向走向，所述原煤洗選場4設置在所述深凹露天采場1的地表西側，在所述深凹 露天采場1東、西兩側分別設置內部出車溝和地面運輸道路3連接。
[0026] 所述原煤洗選場4將從深凹露天采場1中采集的煤礦分類處理。
[0027] 實施例一：單斗汽車開采工藝深凹露天礦實驗模型；
[0028] 請參閱圖2所示，其為本發明深凹露天采場的模型俯視結構示意圖，所述深凹露 天采場的采場深在80?100m，煤層11呈臺階型布置，臺階坡面15的高度為10m，臺階坡面 角65°，工作平盤寬度42m。
[0029] 在所述深凹露天采場1的頂幫移動采場線設置傾斜運輸溝道14,所述汽車沿其行 駛；所述傾斜運輸溝道14的長度為125m，縱向坡度8 %，道路寬度10m ;平坡距30m。
[0030] 在所述臺階上設置采掘工作面12,輪斗挖掘機13和皮帶車16在該位置處采集煤 礦；所述深凹露天采場1的臺階上連接有膠帶機17,用以傳送煤炭。
[0031] 在本實施例中，礦采場尺寸：長X寬=3X2m，礦采場比例：長：寬=3 : 2。
[0032] 在所述深凹露天采場1的底幫固定采場線，自上而下三個臺階直進后折返，煤層 東西方向走向，由底幫向頂幫傾斜，標注煤層揭露賦存狀況。
[0033] 沿煤層走向在頂板拉溝降深露煤，垂直于煤層走向橫向推進，暴露煤層頂板；東、 西、南上部三個臺階到界，最終幫坡角35°，到界寬度10m，下部為工作臺階；北部邊邦自上 而下為正常工作臺階，工作幫坡角12°，平盤寬度42m，在北部工作幫每隔一個剝離臺階設 計出正常采掘工作面，東、西端幫各設置一個采掘工作面，南部固定幫未到界臺階每隔二個 臺階設置一個采掘工作面，采掘工作面標注出挖掘機、穿孔機、推土機作業狀況、汽車運行 狀況和爆堆形狀。
[0034] 請參閱圖3所示，其為本發明排土場的模型結構示意圖，在煤層底板方向境界以 外50m處設汽車運輸外部排土場2,兩個排土臺階，排土臺階寬度20m，在排土場上設置階梯 臺面，在階梯臺面上設置推土機21。
[0035] 請參閱圖4所示，其為本發明原煤洗選場的模型結構示意圖，所述原煤洗選場包 括人員以及維護部分41，破碎站42、原煤緩沖倉46、濃縮池47、主廠房48、動篩車間45、鍋 爐房44、落煤塔43、動篩碎石倉49、大塊精煤倉53、末煤倉52和計量室51，該原煤洗選場將 不同種類的煤炭粉碎后分別進行篩選。
[0036] 本發明采取液壓永磁拖動原理驅動汽車運動，在s路型的路面下方鋪設能夠彎曲 密封良好的液壓管線，管道內注滿洗潔精水的混合液之后在放入永磁活塞，將齒輪式液壓 泵出入口與管子兩頭連接，實現管道和液壓泵封閉式循環，將路面鋪設到s型出入礦采場 的管路上方，在礦車前輪中部的下方固定一個永磁鐵，磁極調整到與管內的活塞磁體相吸， 高度調整到與路面保持一個較小的縫隙，使車輛上的車輪在路面上能夠輕松的滾動；液壓 泵工作時液體流動推動永磁活塞移動，永磁活塞吸引著路面上的礦車運動，當礦車運動到 某個終點時，泵停止，并且反向工作，活塞也要反向移動，這時路面上的礦車在位阻效應的 作用下實現了倒車掉頭反向運行的軌跡，礦車運行的速度取決于泵的速度。
[0037] 根據深凹露天礦開采設計，在南部固定邊邦修建有直進-折返式的傾斜運輸溝 道，溝通地表與采場內的運輸聯系，挖掘機將采場內的剝離物裝上汽車，汽車沿設計的傾斜 運輸溝道由下往上、重車上坡運輸，每個傾斜運輸溝道坡長125m,縱向坡度8%,每個溝道 之間設有20m的平坡距，經過直進-折返運輸以后，將剝離物運至地面再進入排土場進行排 棄。
[0038] 排棄后的汽車空車沿原路返回，道路具有一定寬度，可以保證汽車在平盤上相向 運行。
[0039] 實施例二：單斗-汽車-膠帶半連續開采工藝深凹露天礦實驗模型；
[0040] 本實施例中，采場深200m ;臺階坡面角65° ;傾斜運輸溝道長度125m，縱向坡度 8%，汽車地面運輸道路寬度10m ;礦采場上部8個臺階采用汽車直接運輸，每三個臺階直進 后折返，礦采場下部12個臺階設四個半固定破碎站，每三個臺階設一個，在西部固定幫沿 傾斜方向設置主運輸膠帶分別承接四個破碎站支運輸膠帶的剝離物轉運至地面膠帶機，再 由地面膠帶機將剝離物轉運至南部排土場膠帶機進行排棄。在東部固定幫設運煤主膠帶， 每三個采煤臺階設一個半固定毛煤破碎站，經過地面膠帶機轉運至地面篩分場。膠帶機寬 度1.2m，運輸傾角18° ;東、西、南上部三個臺階到界，最終幫坡角35°，到界寬度10m，下部 為工作臺階；北部邊邦自上而下為正常工作臺階，工作幫坡角12°，平盤寬度42m，在北部 工作幫每隔一個剝離臺階設計出正常采掘工作面，東、西端幫各設置一個采掘工作面，南部 固定幫未到界臺階每隔二個臺階設置一個采掘工作面，采掘工作面標注出挖掘機、穿孔機、 推土機作業狀況、汽車倒短運行狀況、采場內破碎站設置和膠帶布置狀況及爆堆形狀。
[0041] 實施例三：單斗-汽車開采工藝山坡露天礦實驗模型；
[0042] 本實施例中，山坡垂高80m，傾斜度20° ;傾斜運輸溝道長度125m，縱向坡度8%， 道路寬度l〇m ;平坡距30m ;礦采場尺寸：長X寬=2. 5 X 2m，礦采場比例：長：寬=2. 5 :頂 幫運輸采場線設傾斜運輸溝道，自下而上每三個臺階直進后折返。
[0043] 本發明中，煤層露頭距地表60m水平以下，東西走向，煤層傾角6°呈近水平，傾斜 方向由北向南，煤層水平厚度30m。
[0044] 上部每三個剝離臺階為黃土臺階，形成一個組合臺階，不經過爆破斗輪挖掘機可 以直接挖動，組合剝離臺階高度30m，由一臺斗輪挖掘機進行剝離作業；采場內中部的三個 剝離臺階為巖石臺階，需要經過爆破，由一臺大型長背吊斗鏟將南部剝離工作幫上的爆松 的巖石向北部的煤層底板采空區進行倒堆作業，吊斗鏟臺階高度30m ;
[0045] 膠帶機運輸系統：工作線東、西方向布置，斗輪挖掘機東、西方向"之"型開采，臺階 推進方向由北向南，采場內移動膠帶機位于斗輪挖掘機北側東、西方向縱向布置，在東部端 幫的固定幫上，設有采場內固定的膠帶機直通采場外，可將移動膠帶機轉載的剝離物通過 固定膠帶機運往北部排土場排棄。
[0046] 汽車運煤系統：采用旁采平裝車作業，折返式配車,采煤臺階高度10m，汽車運輸 道路路寬度12m，縱向坡度8°，先在采煤臺階形成傾斜運輸溝道，使運煤車輛爬升到煤層 頂板，經過"之"字型折返，在南幫吊斗鏟30m高的剝離臺階上修建汽車運輸的傾斜運輸溝 道，每爬升125m設立一個20m長的緩坡，緩坡坡度3°，共計汽車運輸溝道長度415m，在東 西兩個端幫各設一個出車溝，再經過建立在東、西兩個端幫的415m長傾斜運輸溝道，將采 場底的煤從采掘工作面運出采場外；
[0047] 鉆機穿孔：在吊斗鏟剝離臺階穿孔區，采用三角型布4排孔，爆破區有爆堆拋出；
[0048] 排土場及地面設施：在北部邊界東、西兩處分別設出車溝，在北部境界以外50m處 設膠帶外部排土場，在礦采場東端幫場外分別設地面毛煤篩分場、儲煤場、炸藥庫和場外運 煤鐵路，在礦采場西端幫場外設地面生活設施和工業設施。
[0049] 采煤方法：深部采煤臺階采用單斗挖掘機配合前裝機和推土機先清理煤層頂板 的三角巖，使煤層頂板暴露出來，再由煤層頂板向煤層底板方向采掘，汽車運出，平盤寬度 45m，設計出一個采煤工作面；
[0050] 在本發明中采煤臺階表層用黑色渲染覆蓋，剝離臺階用巖土色渲染覆蓋，未開采 的礦山表面用綠色植被渲染覆蓋；采場內斗輪挖掘機、吊斗鏟、穿孔設備可以進行模擬動態 作業；模型四周設有夜間燈光照明。
[0051] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，對發明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。 本專業技術人員理解，在發明權利要求所限定的精神和范圍內可對其進行許多改變，修改， 甚至等效，但都將落入本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種深凹露天礦開采模型系統，其特征在于，其包括深凹露天采場、排土場、地面運 輸道路和原煤洗選場，其中， 所述深凹露天采場為模擬的設置在煤層上的煤采場，其內設置多個采煤點，模擬汽車 將南幫剝離物運往南部排土場排棄并返回，所述地面運輸道路置于所述深凹露天采場和排 土場之間，所述煤層東西方向走向，所述原煤洗選場設置在所述深凹露天采場地表西側，在 所述深凹露天采場東、西兩端幫分別建有拉運剝離和運送毛煤的膠帶機運輸系統，汽車出 車溝建在南幫用于溝通采場內和地面的運輸聯系； 所述原煤洗選場將從深凹露天采場中采集的煤炭分類處理。
2. 根據權利要求1所述的深凹露天礦開采模型系統，其特征在于，沿煤層走向在頂板 拉溝降深露煤，垂直于煤層走向橫向推進，暴露煤層頂板； 東、西、南上部三個臺階到界，最終幫坡角35°，到界寬度10m，下部為工作臺階； 北部邊邦自上而下為正常工作臺階，工作幫坡角12°，平盤寬度42m，在北部工作幫每 隔一個剝離臺階設計出正常采掘工作面，東、西端幫各設置一個采掘工作面。
3. 根據權利要求1或2所述的深凹露天礦開采模型系統，其特征在于，所述深凹露天 采場采深在80?100m，煤層呈臺階型布置，臺階高度10m，臺階坡面角65°，工作平盤寬度 42m;在所述深凹露天采場的南部邊邦設置固定的汽車道路運輸系統。
4. 根據權利要求2所述的深凹露天礦開采模型系統，其特征在于，在南部邊邦建有直 進-折返式的傾斜運輸溝道，所述傾斜運輸溝道的長度為125m，縱向坡度8%，道路寬度 10m ;平坡距30m。
5. 根據權利要求4所述的深凹露天礦開采模型系統，其特征在于，所述采煤工作面上 設置輪斗挖掘機在該位置處采集煤炭，經過連接膠帶機，用以傳送煤炭。
6. 根據權利要求2所述的深凹露天礦開采模型系統，其特征在于，在煤層底板方向境 界以外50m處設外部排土場，兩個排土臺階，排土臺階寬度20m，在排土場上設置階梯臺面， 在階梯臺面上設置膠帶排土機和推土機分別由東、西兩個方向進行排土作業。
7. 根據權利要求2所述的深凹露天礦開采模型系統，其特征在于，所述原煤洗選場包 括人員以及維護部分，破碎站、原煤緩沖倉、濃縮池、落煤塔、動篩碎石倉、大塊精煤倉、末煤 倉和計量室。
8. 根據權利要求2所述的深凹露天礦開采模型系統，其特征在于，沿工作線東、西方向 布置膠帶機運輸系統，斗輪挖掘機東、西方向"之"型開采，臺階推進方向由南向北，斗輪挖 掘機和半固定膠帶機采用移動膠帶機連接。在東、西兩端幫，采場內分設有固定的膠帶機直 通采場外，可將移動膠帶機轉載的剝離物和毛煤通過端幫固定膠帶機分別運往南部排土場 排棄和運往采場外西部的原煤洗選場加工。
9. 根據權利要求1或2所述的深凹露天礦開采模型系統，其特征在于，東、西、南上部三 個臺階到界，最終幫坡角35°，到界寬度10m，下部為工作臺階；北部邊邦自上而下為正常 工作臺階，工作幫坡角12°，平盤寬度42m，在北部工作幫每隔一個剝離臺階設計出正常采 掘工作面。
10. 根據權利要求2所述的深凹露天礦開采模型系統，其特征在于，山坡垂高80m，傾斜 度20° ;傾斜運輸溝道長度125m，縱向坡度8%，道路寬度10m ;平坡距30m ;礦采場尺寸： 長X寬=2. 5X2m，礦采場比例：長：寬=3 : 2。
【文檔編號】G09B25/02GK104143284SQ201410331532
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月6日 優先權日:2014年7月6日
【發明者】陳亞軍, 劉建生, 王金軍, 毛金峰, 常志國, 春堅超, 尼加提, 趙斐 申請人:陳亞軍