0 前 言

哈尔乌素露天煤矿地处准格尔煤田境内，毗邻黑岱沟露天煤矿南部，其一条区与黑岱沟露天煤矿二条区呈走向平行相连之势，其煤层产状、煤层厚度、地质构造、煤质及岩性特征、工作线长度与黑岱沟露天煤矿具有较好的相似性。结合抛掷爆破剥离技术的适应条件及抛掷爆破剥离技术在黑岱沟露天煤矿应用的成功经验，可初步推断抛掷爆破剥离技术在哈尔乌素露天煤矿具有可推广和借鉴的意义和价值。

1 抛掷爆破剥离工作线长度分析

抛掷爆破高台阶实体工作线长度主要由采煤线的长度决定，而采煤工作线长度由露天煤矿煤层厚度、生产规模、煤的密度及特定采煤工艺下推进强度决定。哈尔乌素露天煤矿的原设计生产规模为35 Mt/a，煤的密度为 1.5 t/m3，推进强度为 400 m/a，首采区煤层平均厚度为28.04 m，可由公式计算采煤工作线长度[1]：

 

式中：L1为采煤工作线长度，m；M为原煤产量；v为推进强度，m/a；h为煤层平均厚度，m；r为煤的密度，t/m3。

采煤工作线长度约为2 013 m，哈尔乌素露天煤矿目前采煤工作线长度2 100 m，据此可推断哈尔乌素露天煤矿煤顶板以上高台阶实体工作线长度符合抛掷爆破所需工作线长度要求。

2 抛掷爆破剥离工作线布置方式分析

抛掷爆破单斗卡车工艺工作线布置方式的合理与否直接影响到开采程序方案及运输道路系统的设置，并对抛掷爆破下间断工艺的工艺效率高低产生一定影响[2]。抛掷爆破-单斗卡车工艺布置方式及特点如下：

1）剥离和采煤工作线沿垂直露天矿推进方向全场布置，顺序作业，采矿工作面迟于剥离工作面，煤层暴露后立即进行开采，并且剥离和采掘只有1个推进方向[3]，如图1所示。

  

图1 工作线布置方式示意图1

2）剥离和采煤工作线沿垂直露天矿推进方向全场布置，顺序作业，采矿工作面迟于剥离工作面，煤层暴露后立即进行开采，剥离和采掘有2个推进方向，如图2。

推土机年推弃量：

  

图2 工作线布置方式示意图2

3）将露天矿场的工作线分成2部分，一侧工作线进行剥离作业，一侧工作线进行采煤作业，并且剥离作业和采煤作业不在同一条工作线的同一个采掘带上顺序进行，如图3。

  

图3 工作线布置方式示意图3

4）根据以上工作线双翼布置方式的一系列优点，哈尔乌素露天煤矿采用抛掷爆破技术后，采用工作线双翼布置方式较佳，在此基础上设置中间运煤沟出煤方式，最终实现剥离与采煤的有效分离。同时还需将工作线两翼错开一个采掘带宽度，并取消作业平盘的空程走行通道，而改至内排土场，使煤顶板以上抛掷爆破实体与整个煤层形成一个混合高台阶。这样一来，直接抛掷到采空区的爆堆将大大增加，很大程度提高了抛掷爆破的有效抛掷率，使抛掷爆破技术应用到极致。由于煤层厚度较大，考虑采用并段爆破分2层或3层开采的方案，这也有利于优劣煤的选采。同时为了避免煤层由于长时间暴露在空气中而发生自燃氧化，影响煤质，需按生产能力计算的备采煤量要求，实施剥离与采煤追踪式开采，追踪距离以备采煤量要求为准，煤台阶之间追踪距离与剥离台阶之间追踪距离均以最小平盘宽度为依据[4]，如图4。

  

图4 工作线布置方式示意图4

3 抛掷爆破剥离程序分析

结合哈尔乌素露天煤矿的工艺类型及穿采设备作业参数，按照抛掷爆破剥离技术对煤顶板岩性特征、工作线长度、作业周期的要求，可将抛掷爆破区域控制在煤顶板以上45 m中硬岩石台阶，并对抛掷爆破剥离技术在首采区2 000 m工作线范围内进行南北区划分，实施南北中间桥运输系统交替换位。在工作线中部设置中间运煤系统，实现采煤与剥离的完全分离。借鉴黑岱沟露天煤矿的爆破经验，考虑抛掷爆破一次爆破炸药量巨大给端帮稳定带来的不利因素，尽可能缩短靠帮爆破线长度，初步确定为300 m。具体作业程序如下：

进行磨料质量百分浓度对线材表面去除效率的影响实验时，将实验中高压泵的压力设定为30MPa,流量为80L/min；所用的高压管道直径为16mm,宝石喷嘴直径为0.45mm,磨料聚焦管直径为1.5mm、长度为76mm,磨料流量为20mL/s；喷嘴对线材的入射角度为水平向下倾斜45°,喷嘴距线材 30mm；采用直径为6mm的45号钢线材为加工材料,加工过程中线材匀速移动,速度为20mm/s；采用80目的石榴石砂[10],其中磨料的质量百分浓度分别为40%、50%、60%、70%。

1）南半区采煤工作全部结束，采煤设备全部转入北半区进行作业，南半区的大爆区进行抛掷爆破，北半区煤顶板水平以上刷帮作业结束，刷帮设备转入南半区继续进行刷帮作业，配合推土机整平工作面并做扩展平台，将煤顶板水平以上爆堆上部剥离台阶坡顶面拓展至80 m，为单斗卡车工艺提供充足的作业空间[5]。作业程序如图5所示。

  

图5 作业程序示意图1

2）随着采煤及剥离工作面的横向推进，7 d后，南半区小爆区进行抛掷爆破。煤顶板水平以上爆堆上部台阶工作面转向南半区进行作业，剥离物用于连接内排桥，并由推土机将桥拓宽至30 m，完成之后实施内排。作业程序如图6所示。

  

图6 作业程序示意图2

3）北半区煤顶板水平以上爆堆下部剥离台阶工作结束，并转入南半区对南半区煤顶板水平以上爆堆下部台阶做开切口，为下部台阶准备剥离工作面。作业程序如图7所示。

式中：Ht为推土机的推土深度，m；K为爆堆的松散系数，一般取1.3～1.5；Lp为爆堆剥离工作线的平均长度，m。

我们有说有笑地来到了滑雪场，那里早已经人山人海，门口排了很长的队伍。虽然天气还不是很冷，可滑雪场里却是低于冰点的温度，我们走进滑雪场后，都忍不住缩了缩脖子，真的好冷啊！

6）南半区继续向南推进，北半区采煤下部台阶采煤工作结束，并清理干净煤沟后，北半区大爆区实施抛掷爆破。后续工序为南半区重复北半区作业程序，北半区重复南半区作业程序。一个作业周期结束。作业程序如图10所示。

  

图7 作业程序示意图3

  

图8 作业程序示意图4

  

图9 作业程序示意图5

  

图10 作业程序示意图6

4 抛掷爆破技术对煤层厚度的适应性

当年煤层厚度变小，单斗卡车工艺的年推进度将增加，单斗卡车的年剥离量就要增大[8]，则

单斗卡车工艺年剥离量：

5）北半区侧压三角煤爆堆上部台阶转入南半区，为北半区侧压三角煤爆堆下部台阶转入南半区准备工作面。随着北半区采煤上部台阶采煤工作结束，并转入南半区，为南半区上部采煤工作面做开切口，并向南推进。作业程序如图9所示。

 

式中：k1为有效抛掷率，30%；k2为单斗卡车二次剥离率，%；v为年推进度为345m/a。

其中φi，j为分布在[-1，1]的随机数；i，r为分布在[1，SN]的整数，且i≠r；gbest为当前最优蜜源，且gbest≠r。

 

4）推土机配合侧压三角煤爆堆剥离设备将北半区内排桥断开，推土机在南半区为侧压三角煤爆堆剥离做临时内排运输道路，为南半区侧压三角煤爆堆剥离做准备，采煤及剥离工作面继续向前推进。作业程序如图8所示。

噢，妈的。等我知道身子疼痛的时候，那已经是三天以后了。但，我依然清晰地记着，小六子手中的那根榆木镐柄在即将砸向我头顶的时候，他的面庞仍然是笑容可掬。

4.1 年煤层厚度变大

当年煤层厚度增大，抛掷爆破爆堆剥离推进度随之降低，年剥离量减少，则

这样的案例很多，像是20世纪以来一直是手机业龙头的Nokia，在2007年苹果公司做出第一部iPhone后，它们依然缓慢地坚持在旧有手机基础上，致力于做出更轻、更流线的手机，因为从前，这就是它打败Motorola的关键。但新的智能手机却比这些更贴近人类需要，于是Nokia黯然退出手机市场。

 

式中：△Vb为单斗卡车减少爆堆剥离量，m3；Ht2为煤层增厚时的推土机推土深度，m；v2为煤层增厚时的推进度，m/a。

蔬菜和水果含有丰富的维生素、矿物质和膳食纤维，一日三餐不可缺少。在蔬菜的选择上，要尽量保证种类多样和色彩丰富，根菜如山药等，茎菜如藕等，叶菜如白菜等，花菜如西蓝花等，果菜如番茄等，搭配食用更有益健康。建议多食用新鲜蔬菜和水果，适量食用腌菜、酱菜等佐餐蔬菜制品、果汁等方便饮品。

为了极大的发挥单斗卡车效率△Vb=0，单斗卡车的生产能力要使，即HLp（1+k2-k1-k1k2）（v1-v2） =0：

由上式知，v、v2的量是确定，通过减小推土机的推弃量，来增加单斗卡车的二次剥离率k2。

（1）建立完善的安全管理制度。如前所述，安全为效益之根本，与企业生存与发展息息相关，同时也涉及到员工自身利益。因此，必须重视安全管理，这一过程中，首先要建立制度，明确职责，引入奖惩机制，将安全措施严格落实到位。

由于侧压三角煤爆堆剥离推进度也需要随着采煤推进度同步降低，需要对侧压三角煤爆堆剥离作业方式进行调整，通过提高上部台阶剥离设备站立水平，设备规格要求，距煤底板18 m为上限，刷帮以外富余生产能力用于辅助煤顶板水平以上爆堆的二次剥离 [7]。下部剥离设备采用下挖上挖上装车的作业方式，以满足推进度的要求。具体作业方式示意图如图11。

  

图11 作业方式示意图

该工艺能适应厚度增大的幅度取决于上部设备 站立水平最高度决定，计算公式如下：

引发新的理论也是范式转换的前提，当新的理论被引发，此时反常不能被消解，最终变成了危机。现存的范式被新的范式所取代，这也正是科学革命的完成。新范式的确立，标志着这种新范式所确立的统治时期的到来，在这统治时期之内，显示出范式的决定性，此时范式的绝对性是难以打破的，这正是范式静态性的体现。

 

式中：△h1为煤层厚度增加量，m；h1为煤层厚度增加时，调整后的侧压三角煤爆堆上部部台阶剥离设备站立水平，m。

根据下部台阶液压铲最大卸载高度限制，h1不能小于18 m的要求，该方式能适应煤层厚度最大增加幅度为13.2 m。

利用这种方法，需要在后期调整白平衡的程度就小了很多。当时间允许，或者照明条件非常复杂时，自定义白平衡就能派上用场了。

4.2 年煤层厚度变薄

在生产能力和工作线长度一定的条件下，当煤层厚度变化将带来推进度的变化，这将影响采煤与剥离的时空关系，及抛掷爆破剥离技术的循环周期。这就需要调整推土机作业量，来保证单斗卡车工艺的工作效率[5]。

 

式中：v1为煤层变薄时推进度，m/a。

当煤层厚度变薄时，单斗卡车的爆堆剥离年推进度随之增大，通过增加推土机的推弃量，来减少单斗卡车的二次剥离率，达到加快单斗卡车爆堆剥离推进速度的目的，以保证有足够的露煤量，实现煤炭生产的稳定性和连续性[3]。

倒立摆控制系统是一种经典的研究自动化控制的实验装置，其应用已经广泛分布于机器人控制、工业自动化控制、航空航天及人工智能等领域，在自动化控制领域占据着非常重要的地位。同时，倒立摆因为结构简单、成本低廉等特点，许多学校和相关研究机构都将其作为教学、实验平台，进行控制理论教学和开展各种控制实验[1]。近年来，倒立摆控制系统的运用越来越广泛，控制技术与方法也愈加成熟。人们通过对倒立摆控制系统的研究，处理各种多变量问题、非线性问题及不稳定系统问题，进而延伸到各类工控领域，与工业应用相结合，对解决实际问题有着显著的帮助[2]。

在露天煤矿单斗卡车工艺剥离程序中，由于在整个工作线上最多只能布置4台推土机，因此推土机的工作富余量是一定的。

当时，只需增加推土机的年作业量，便可保证生产达到要求。必须调整煤顶板水平以上爆堆的段高，调整后的剥离段高为：

 

式中：△h2为煤层厚度减小量，m。

为保证侧压三角煤爆堆剥离工作面与采煤工作面具有相同的推进速度，需对侧压三角煤爆堆下部台阶剥离设备站立水平进行调整，作业方式如图12。

  

图12 作业方式示意图

调整高度由煤层厚度决定，计算公式如下：

 

辅助量是由挖掘机的刷帮量和推土机作业量2部分组成，挖掘机的作业费用往往高于推土机的作业费用。因此，应尽量减小挖掘机的辅助作业量[4]。

根据下部台阶液压铲最大卸载高度限制，h2不能小于12 m的要求，该方式能适应煤层厚度最大减小幅度为10.8 m。

德国地理学家赫特纳说：“要完全理解现在，永远只有从历史出发才有可能。”在地理学的发展史上，既有众多的地理大发现，又有成千上万地理学家坚韧不拔的探索和对人类的巨大贡献。在地理学科中渗透科学史教育，可以为学生学习提供更加广阔深厚的知识背景，开阔学生视野，使其从中得到精神的感染与思想的熏陶。

5 结语

抛掷爆破剥离技术在哈尔乌素露天煤矿的应用，2 000m工作线可以满足抛掷爆破剥离技术工艺循环周期的要求。当煤层厚度发生变化，可在保证产能的前提下，在平均煤层厚度30 m的基础上适应煤层平均厚度变化范围为-10.8～13.2 m，能够满足哈尔乌素露天煤矿煤层厚度变化要求。说明抛掷爆破剥离技术对哈尔乌素露天煤矿具有较好适应性。

参考文献：

［1］缪伟.露天煤矿抛掷爆破-单斗卡车工艺工作线长度优化［J］.煤炭科学技术，2014（4）：9-11.

［2］缪伟，赵庆，王斯日古楞.哈尔乌素露天煤矿抛掷爆破参数的确定［J］.煤矿安全，2013（11）：211-213.

［3］李祥龙.露天煤矿的台阶高度对抛掷率的影响［J］.爆炸与冲击，2012（2）：28-30.

［4］闫文彬.哈尔乌素露天煤矿抛掷爆破的技术研究［J］.管理学家，2011（11）：31-33.

分析新中国成立后的历次人口普查资料发现，20世纪80年代以来，安康市出生人口性别比开始逐渐偏高；20世纪80年代之后，出生人口性别比持续偏高且严重失衡，不仅高于全国和陕西省的比值，甚至高于同属陕南的商洛和汉中两市（表1）。

第一天明清史的课，我就迟到了，我偷偷从教室后门遛进去，坐到最后一排。在阶梯教室里，坐我前面的是一男一女，女生叽叽喳喳找男孩说个不停，不过看得出他似乎并不愿意搭理她。我轻轻地拍了一下前面那个女生，“同学，请问教授讲到哪里了？”

［5］缪伟.露天矿抛掷爆破—单斗卡车工艺关键技术研究［D］.包头：内蒙古科技大学，2014：31-33.

［6］王少文，韩亮.某露天煤矿抛掷爆破倒堆开采工艺的综合分析［J］.露天采矿技术，2014（7）：37-40.

［7］郭昭华.露天煤矿抛掷爆破技术研究与应用［J］.煤炭工程，2008（1）∶31-35.

［8］马力.近水平露天煤矿抛掷爆破条件下多煤层开采关键技术研究［D］.徐州：中国矿业大学，2015：31-35.