哈尔乌素露天煤矿扩能改造技术应用

哈尔乌素露天煤矿扩能改造技术应用

张利军

（神华准池铁路有限责任公司，山西 朔州，036000）

摘 要：2011年是哈尔乌素露天煤矿生产扩能过渡年，生产任务非常艰巨。本

文通过对哈尔乌素露天煤矿扩能改造前后主要设备对比，分析了完成生产任务面临的困难及原因，通过历年主要生产指标完成情况及2011年指标的测算，提出了提高效率完成2011年生产任务的主要技术措施。

关键词：生产任务 指标 效率 技术措施

中图分类号： 文献标识码：A 文章标号：2012-3.5-048

1 概述

哈尔乌素露天煤矿位于内蒙古准格尔旗境内，隶属于中国神华哈尔乌素煤炭分公司，是我国自行设计、自行施工的特大型露天煤矿，是国家“十一五”重点建设煤矿之一。哈尔乌素露天煤矿地表境界南北宽7.03km，东西长9.59km，占地面积约67.17km2，全矿平均剥采比6.658m3/t，可采原煤储量17.3亿t，年设计生产原煤2000万t，设计服务年限79年。矿山煤炭储量丰富，煤层埋藏深度平均105m，可采煤层厚度平均为28.8m，其煤质为中灰、低硫、特低磷、高挥发分、中高发热量及灰熔点高的优质动力煤。目前，哈尔乌素露天煤矿和毗邻的黑岱沟露天煤矿将进行扩能改造工程，设备投资已高达数十亿元，两矿的总生产能力将达到6000万t；扩能改造后，哈尔乌素露天煤矿2011年计划生产原煤2800万t，2012年预计原煤生产能力3100万t，配套同等规模的选煤厂、全长17.8km的铁路专用线以及坝系防洪工程。

哈尔乌素露天煤矿采用先进生产工艺，选用设备达到国际一流，部分设备达到世界顶级水平。设计选用综合开采工艺，6煤顶板45m以上土、岩层采用单斗—卡车开采工艺，6煤顶板以上45m岩层采用吊斗铲倒堆开采工艺，后由于工艺优化调整及扩能改造等因素，实际土、岩层剥离全部采用单斗—卡车开采工艺。煤层采用单斗—卡车开采工艺。哈尔乌素露天煤矿2000万t规模及扩能到3100万t规模主要设备情况见表1。

表1 2000万t/3100万t扩能前后主要设备对比表

设备类别 设备名称 型号 1190E 穿孔设备 钻机 D245S CDM75 DM45 495HR 电铲 WK-55 WK-35 395B L2350 L950 液压反铲 SY2000C MT5500 运输设备 卡车 930E MT4400 SF33900 D475A—5 履带推土机 D375A—5 D11T 轮式推土机 工程设备 平路机 WD600 844H 24H 24M SF31904W TR50—W CGJ5314GJY 988B 6300kVA 扩能前台数 4 2 0 0 4 0 1 2 2 2 0 37 0 18 7 9 3 0 6 0 5 0 4 2 10 1 10 扩能后台数 4 2 5 1 6 3 2 2 3 2 1 37 45 18 13 9 3 14 6 3 5 3 7 2 23 6 16 设备能力 孔径310mm，≥60m/h 孔径187mm，≥60m/h 孔径250mm，≥60m/h 孔径200mm，≥60m/h 斗容60.4m斗容58m斗容38m斗容32m斗容38m斗容49m3 生产厂家 美国山特维克公司 美国山特维克公司 上海阿特拉斯公司 瑞典阿特拉斯公司 美国比塞洛斯公司 太原重型设备公司 太原重型设备公司 美国比塞洛斯公司 美国勒图尔勒公司 美国勒图尔勒公司 日立建机株式会社 美国特雷克斯公司 美国小松公司 美国特雷克斯公司 湘潭电机股份公司 日本小松公司 日本小松公司 美国卡特彼勒公司 日本小松公司 美国卡特彼勒公司 美国卡特彼勒公司 美国卡特彼勒公司 湘潭电机股份公司 北方重型汽车公司 南京航天晨光公司 美国卡特彼勒公司 加拿大UEE公司 2250m/h 333 2003 m/h 1150 m/h 1100 m/h 333 3 采掘设备 装载机 3 岩: 1850t/h 煤: 1736t/h 3 3 斗容13.76m31629t/h 斗容10m，飞轮功率1039HP 载重326T 飞轮功率 1847kW 载重290T 飞轮功率 1902kW 载重236T 飞轮功率 1557kW 载重220T 飞轮功率 1761KW 飞轮 860HP 飞轮 525HP 飞轮 850HP 飞轮 485HP 飞轮 627HP 飞轮 510HP 飞轮 533HP 100T 40T 25T 斗容5.4m375HP 35/6.3KV,一进三出630A 3 洒水车 加油车 装载机 供电设备 移动变电站 辅助设备 哈尔乌素露天煤矿项目建设自2006年5月正式开工建设，项目包含年产原煤2000万t露天矿及地面生产系统、煤炭洗选、机修设施、供电、供水、供暖等配套工程。经过两年建设，于2008年年底正式投入试生产。2008年年初正式成立哈尔乌素露天煤矿。在新单位、新人员、新设备、新管理模式的条件下，克服操作人员无经验、管理人员不足的实际困难，一边搞基本建设，一边生产，哈

尔乌素露天煤矿当年一举生产原煤708万t；进入2009年，生产任务突增，全矿上下齐心协力，努力协调项目建设中征地搬迁诸多不利因素，全年实现生产原煤1552万t；2010年，在生产设备能力不足的情况下，不断挖掘潜能，到年底顺利达产，产能达到2167万t，超设计能力167万t。随着神华战略发展要求，要实现五年经济总量翻番的总体目标，准格尔煤田露天煤矿产能必须大幅提升，黑岱沟、哈尔乌素两矿扩能迫在眉睫，打造亿吨矿区成为必需。2011年哈尔乌素露天煤矿生产任务原煤2800万t，2012年在此基础上要完成生产原煤3100万t扩能基本建设任务。

2 完成任务面临困难

进入2011年，整个采场采掘推进方向逐步由南北向东西转向，采场工作面、运输通道、供电方向、内排方式等均发生变化，露天矿受转向、扩能的双重影响，面临的形势非常严峻。主要表现在以下几个方面：

（1） 在3100万t扩能计划中，既有扩能带来的基建剥离量的增加，又有产量超设计能力带来的采剥总量的增加，因此年采剥总量增加比例较大；而扩能设备到货周期长，到2011年末到2112年初才能全部投入使用；采剥量增加与设备不足直接影响全矿剥离采煤任务的完成。

（2） 哈尔乌素露天煤矿2000万t产能规模设计选用设备能力不足，而且后续吊斗铲工艺取消，导致矿在2011年安全生产方面突显设备能力不足的矛盾。

（3） 扩能采剥总量增加，外排土场容量受限，内排土场容量不足，排弃受到极大的影响。

（4） 采掘工作面转向，工作平盘、运输通道、供电线路等生产准备条件劣化，限制了产能提升。

（5） 部分扩能设备到货后，由于工作面转向和采场工作线扩展不足，设备工作面受限，摆布困难，同一台阶可能要安排3～4台铲作业，供电困难，走铲增加，调整增加，直接影响生产能力和生产安全。

（6） 运输环节在2011年将成为最薄弱环节，卡车数量不足，将影响剥离量的完成。有以下几个原因：

① 扩能卡车全年投入数量较少，仅不到30台；投入生产时间较晚，平

均只有4个月运行时间。

② 排土场容量不足，只能拉远排高，增加了卡车运距，卡车数量相对

不足加剧。最远运距达到6.4Km。

③ MT5500本身质量问题造成停机和出动率低。

（7） 扩能后设备增加，人员也相应增加，新的学员达到熟练操作需要一个过程，因此，这些新的操作人员在产量、安全、标准化作业等方面将面临非常严峻的挑战和考验，对完成2011年安全生产各项指标有一定影响。

（8） 穿采设备能力不足，制约爆破进度。

（9） 由于工作面转向，现场工作线成“L”形，同时增加两家外围施工单位计10台供电设备，供电线路复杂，供电困难。

（10） 扩能要扩展工作面长度，剥离量增加，卡车运距将延长。 （11） 征地拆迁遗留问题，影响端帮公路形成，导致运输干线不畅通，生产运输成本增加。

3 历年主要生产指标情况及2011年指标预测 3.1 2008年至2011年生产任务指标（见表2）

采剥量分类 施工性质 自营施工 剥离量 外委施工 合计 自营施工 采煤量 外委施工 合计 2008年至2011年度生产任务指标对照表

单位 万m 万m 万m 万t 万t 万t 3332008年度完成 2677.01 2310.78 4987.80 2009年度完成 5618.18 3628.66 9246.84 2010年度完成 6362.61 4655.86 11018.47 2011年度计划 8300.00 6860.00 15160.00 2800.00

2800.00 708.31 708.31 1552.49 1552.49 2167.97 2167.97

3.2 2009年至2010年主要设备生产技术指标（见表3）

表3 2009年至2010年主要设备生产技术指标对照表

单台平均主要年度 设备 型号 数 系统 （m） 台生产进米数采剥总量（万m） 3作业时间年产量（h） （万m） 3出动率（%） 实动率（%） 故障率备注 （%） 穿孔设备 1190E D245S 495HR 4 2 4 剥离 采煤 剥离 540909 388314 4116.48 11461 7839 24992 1029.12 77.82 81.77 83.03 36.76 47.48 63.16 21.10 16.73 15.49 09.12.10 1#投采掘2009 设备 WK35 1 剥离 9.18 158 9.18 74.87 47.79 24.35 入 395B L950 MT5500 运输设备 2 2 37 剥离 剥离 剥离 1056.24 227.27 9971 5419 202176 528.12 113.64 110.17 63.40 68.59 83.02 48.36 54.73 62.45 35.72 30.05 09.6.26投入 14.45 截止09.07.27MT4400 18 剥离 82677 61.60 87.20 54.58 10.40 全部投入 穿孔设备 1190E D245S 495HR 4 2 4 剥离 采煤 剥离 712481 377621 3567.56 13780 6774 22300 891.89 81.81 83.72 83.48 39.33 38.73 57.76 17.25 15.26 15.18 10.10.26 1#投WK55 2 剥离 121.29 1490 121.29 74.19 54.31 24.17 入，10.12.10 2#投入 09.12.10 1#投采掘设备 2010 WK35 2 剥离 1041.80 8568 520.90 84.98 60.32 13.48 入，10.07.05 2#投入 395B 2 剥离 897.47 8981 448.73 67.33 46.19 31.62 10.04.08 1#投L2350 1 剥离 110.50 2132 110.50 50.16 32.31 48.79 入 L950 MT5500 运输设备 MT4400 2 37 18 剥离 剥离 剥离 478.61 9979 193581 89323 239.31 102.50 65.32 66.56 85.01 87.82 56.41 59.72 56.41 32.00 11.12 8.67 截止10.07.27SF33900 13 剥离 22238 20.76 87.96 42.80 10.31 全部投入 3.3 2011年完成生产任务主要设备生产技术指标测算（见表4）

表4 2011年度完成生产任务主要设备生产技术指标测算表 单台平均主要型号 设备 数 系统 （m） 台生产进米数采剥总量（万m） 3作业时间年产量（h） （万m） 3出动率（%） 实动率（%） 故障率备注 （%）

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