本项目在国家“863”高新技术计划、国家科技支撑计划和企业委托等课题的支持下,引进了自移式破碎机半连续、他移式破碎站半连续、无运输倒堆剥离等刚性开采新工艺,突破了“新工艺与生产条件动态匹配”、“新开采工艺与现有开采工艺匹配”及“刚性开采工艺约束下采区转向”三个关键技术难题,保证了自移式破碎机半连续工艺等刚性约束新工艺在我国的成功应用。1. 主要技术内容(1)针对单斗—卡车间断工艺在大型露天煤矿规模化开采过程中存在的生产成本高、环境污染严重等问题,引进自移式破碎机半连续工艺等刚性新工艺,并研发开采参数动态匹配技术,研制新工艺系统配套装备,保证引进的新工艺在我国大型露天煤矿成功应用。(2)针对露天矿由单一的单斗—卡车间断工艺转变为综合开采工艺过程中存在的时空不匹配等问题,掌握新工艺的应用特征,研发新工艺与现有工艺的时空匹配技术,提出各工艺系统生产能力和开采参数动态调整方法,优化综合开采工艺条件下的物料流,避免多开采工艺系统间相互影响。(3)针对我国大型露天煤矿多采用分区开采和自移式破碎机半连续工艺等刚性新工艺给工作面布置造成的制约,创新采区转向方式,研发适合综合开采工艺的剥采排关系均衡方法,优化采区转向过程中的运输通道布置,保证采区转向工作的顺利实施,避免转向过程中的外排量和物料运距大幅增加。2. 主要科技创新(1)露天开采新工艺应用技术。研发了自移式破碎机半连续、无运输倒堆剥离等刚性开采工艺的开采参数动态调整技术和带式排土机“枝状排土线”排弃技术,提出了半连续工艺系统设备匹配方法和模块化他移式破碎站结构,研制了卸料自动对中装置、自行式多向卸料车、模块化钢结构受料仓等半连续工艺系统配套装备,解决了新工艺应用存在的有效作业时间短、开采参数不匹配等技术难题。(2)综合开采工艺设计理论与应用技术。揭示了综合开采工艺时空演化规律和露天矿不同开采时期的新工艺应用特征,研发了新工艺与现有工艺的时空匹配技术,提出了以单斗—卡车工艺为调节器的露天矿生产能力与各工艺系统能力及开采参数动态调整方法,研制了露天矿移动式卡车—带式输送机立交运输装备,建立了综合开采工艺物流规划模型,破解了多开采工艺系统间相互影响的难题。(3)刚性开采工艺约束下采区转向技术。创新了“动态转向轴”的扇形转向方式和“分段交替推进”的留沟缓帮转向方式,研发了采区转向期间“动态留沟-组合搭桥”内排技术和“雁阵式”运煤通道布置技术,提出了采区转向期间露天矿剥采排关系均衡方法,突破了自移式破碎机半连续工艺、无运输倒堆剥离工艺等刚性开采新工艺给露天矿采区转向造成的约束,缓解了采区转向过程中的剥采排关系失衡。