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设备大型化、开采工艺合并化是现代露天开采技术的发展趋势,吊斗铲倒堆工艺集采掘、运输、排土三项作业于一体,将剥离物料直接排弃在露天矿采空区内,具有作业效率高、生产成本低、生产能力大、可靠性高等特点,在国际露天矿开采领域已成为首选的开采工艺。但在实际生产过程中,该工艺的作业效率受到多种因素的制约,吊斗铲的生产效率并不能完全发挥出来。 论文以吊斗铲倒堆工艺理论为基础,结合黑岱沟露天煤矿吊斗铲工艺应用现状和国内外应用状况,对吊斗铲的优缺点、适用条件进行分析,通过吊斗铲基本作业单元的选取,确定了该矿选用吊斗铲站立在扩展平台(临时平台)的布置方式,并以此开展研究工作,着重对该基本作业单元的工作面准备、工作面参数及吊斗铲倒堆工艺条件下原煤开采及运输方式进行了研究。首先,介绍了吊斗铲倒堆工艺的作业程序和工作线长度的确定方法。利用断面法推导出了吊斗铲扩展平台高度的计算公式,根据原煤年产量计划确定平台高度的限制条件,并在实际生产中验证了计算公式的可行性,进而计算出使吊斗铲作业效率发挥到最大时的扩展平台高度。其次,运用计算机数值模拟和数学计算手段,对现场爆堆和吊斗铲扩展平台进行模拟,并结合推土机和吊斗铲的生产能力和生产成本的计算得到,使用推土机降段铺设扩展平台最为经济合理。为提高抛掷爆破的有效抛掷率,选取吊斗铲高台阶典型剖面,通过UDEC通用离散元软件分析边坡稳定性并计算边坡的安全系数,得到在保证边坡稳定性前提下提高抛掷爆破有效抛掷率的最佳倒堆台阶高度和坡面角。此外,对吊斗铲倒堆工艺的其他工艺参数确定方法进行了研究,同时根据生产经验确定其定量的计算公式。 最后,由于黑岱沟露天煤矿采用以吊斗铲倒堆工艺为主的多种开采工艺,为了避免单斗—卡车采煤工艺与采场上部剥离工艺系统的相互影响,论文对吊斗铲倒堆工艺条件下原煤的开采及运输方案进行相关研究,确定使用中部沟道原煤运输方案。