陳華穎

【摘 要】露天煤礦剝離生產(chǎn)系統(tǒng)是露天煤礦生產(chǎn)的第一步，它關(guān)系的后期采煤工藝的進程。以內(nèi)蒙古元和煤炭資源有限責(zé)任公司烏優(yōu)特露天煤礦為案例，系統(tǒng)的闡述了整個半連續(xù)剝離系統(tǒng)，為大家以后的設(shè)計提供一些經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】露天煤礦；剝離生產(chǎn)系統(tǒng)；半移動式破碎站；排土機

0 概述

烏優(yōu)特露天煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力3.00Mt/a設(shè)計服務(wù)年限21年。剝離生產(chǎn)系統(tǒng)初期采用單斗—卡車工藝，由自卸式卡車運到排土場排棄。達產(chǎn)第三年，為減少剝離生產(chǎn)汽車運量和運距，降低露天礦生產(chǎn)運營成本，剝離生產(chǎn)采用單斗挖掘機-卡車-半移動式破碎站-排土機半連續(xù)生產(chǎn)工藝。半連續(xù)剝離系統(tǒng)最大生產(chǎn)能力12.0Mm3/a。

半連續(xù)剝離系統(tǒng)根據(jù)采礦工藝布置設(shè)置1套半連續(xù)剝離系統(tǒng)，包含1臺半移動式破碎站、4條配套帶式輸送機、1套排土機。

1 生產(chǎn)系統(tǒng)工作制度

露天煤礦工作制度為每年330d，其中剝離每天工作3班，每班工作8h，為連續(xù)作業(yè)制。

2 半連續(xù)剝離系統(tǒng)布置

根據(jù)露天礦采礦設(shè)計，此套半連續(xù)剝離系統(tǒng)年平均生產(chǎn)總量12.0Mm3/a（實方）。剝離物容重2.3t/m3（實方），松散系數(shù)1.3，松方容重為1.77t/m3。

半連續(xù)剝離系統(tǒng)在采掘場坑內(nèi)760.000m平盤上布置的半移動式破碎站，22m3單斗挖掘機在工作面將采下的剝離物卸至載重154t自卸卡車，自卸卡車沿平盤運至破碎站破碎至-300，破碎后的剝離物通過B101帶式輸送機進入提升皮帶B102帶式輸送機，由B102帶式輸送機運至地面，再由B103帶式輸送機運至東排土場，轉(zhuǎn)載給B104排土帶式輸送機。在東排土場990.000m平盤布置排土機系統(tǒng)，B104帶式輸送機上的剝離物經(jīng)過卸料車進入排土機的受料臂，經(jīng)排料臂在排土場作扇形排棄。根據(jù)剝離系統(tǒng)年有效工作時間計算，半移動式破碎站和配套帶式輸送機、排土機生產(chǎn)能力4200m3/h（7500t/h）。[1]

排土場采用扇形排棄工藝布置，上排臺階高15m，下排臺階高30m，排土平臺長度大于1600m。

3 主要設(shè)備選型

3.1 半移動式破碎站

3.1.1 破碎站形式

半連續(xù)剝離系統(tǒng)破碎站的作用是將單斗挖掘機開采的露天剝離物破碎至適合帶式輸送機運輸?shù)牧６?。因此，剝離破碎站對破碎后的物料尺寸限制并不嚴格，特別是當(dāng)帶寬較大時，應(yīng)適當(dāng)加大排料尺寸。根據(jù)采礦工藝，設(shè)計采用半移動式破碎站。

半移動式破碎站由受料斗、破碎機平臺、操作和輔助平臺等主要結(jié)構(gòu)部件組成。

3.1.2 破碎機形式

剝離破碎站對排料粒度的要求相對寬松，只要滿足運輸條件即可。普遍使用的破碎機有雙齒輥篩分破碎機和單齒輥破碎機。雙齒輥篩分破碎機在煤炭的粗、中破碎使用中的篩分功能和粒度均勻等優(yōu)點突出。但是由于結(jié)構(gòu)需要，破碎站整體高度大。單齒輥破碎機也是應(yīng)用較廣的破碎機，單齒輥喂給式破碎站高度小，破碎站土建結(jié)構(gòu)簡單，移設(shè)方便，但破碎物料粒度有超限現(xiàn)象，生產(chǎn)能力有限，對巖石的適用性有限制。根據(jù)剝離物的特性，設(shè)計選用雙齒輥破碎機。[2]

3.1.3 主要技術(shù)參數(shù)

3.2 卸料車（含電纜卷筒）

排土場工作面移動式帶式輸送機的物料經(jīng)卸料車的卸料滾筒向排土機的受料臂轉(zhuǎn)載，再通過排土機的排料臂向排土場排棄。卸料車采用軌道式自行結(jié)構(gòu)，為排土機和卸料車供電的電纜卷筒安裝在卸料車的平臺上。

3.3 排土機

排土機是排土場的主要設(shè)備，排土場帶式輸送機上的剝離物最終通過排土機在排土場排棄。排土機主要由受料臂、排土臂，履帶走行、回轉(zhuǎn)、機架、提升系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。根據(jù)采礦排土場布置要求，排土機主要技術(shù)指標如下：

3.4 帶式輸送機

3.4.1 結(jié)構(gòu)形式

根據(jù)半連續(xù)剝離系統(tǒng)使用要求，帶式輸送機的結(jié)構(gòu)形式分為移置式、半固定式和固定式。為簡便迅速移設(shè)，排土場工作面采用移置式帶式輸送機，位置需要移動的帶式輸送機采用半固定式結(jié)構(gòu)，位置相對固定的帶式輸送機采用固定式結(jié)構(gòu)。

排土工作面移動帶式輸送機機頭驅(qū)動站和機尾站為滑橇式支撐結(jié)構(gòu)，推土機牽引移設(shè)方式，中間架為雙軌移設(shè)機拖拽移設(shè)。

半固定式帶式輸送機機頭驅(qū)動站和機尾站為滑橇式支撐結(jié)構(gòu)，推土機牽引移設(shè)方式，中間架為軌枕式支撐結(jié)構(gòu)。

固定式帶式輸送機采用整體機頭驅(qū)動站和機尾驅(qū)動站，滑橇式支撐結(jié)構(gòu)，中間架采用固定式安裝基礎(chǔ)。

3.4.2 驅(qū)動方式

半連續(xù)剝離系統(tǒng)帶式輸送機運量大，距離長，露天布置，應(yīng)采用帶軟起動和慢速驅(qū)動功能的驅(qū)動裝置。為滿足整體機頭驅(qū)動站和機尾驅(qū)動站的結(jié)構(gòu)布置，驅(qū)動裝置為垂直軸布置，單點浮動支撐結(jié)構(gòu)形式。

整體驅(qū)動站常用的驅(qū)動方式有變頻驅(qū)動方式（變頻電動機+聯(lián)軸器+減速器）、普通驅(qū)動方式（電動機+液力偶合器+減速器）。

變頻驅(qū)動技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全，有利節(jié)能。但控制系統(tǒng)價格高，是推廣使用的障礙。目前，國內(nèi)的中、低壓變頻驅(qū)動價格趨近合理，有廣闊的應(yīng)用前景。

另外，近年來電氣軟起動系統(tǒng)因其優(yōu)越的起動性能目前在帶式輸送機上的應(yīng)用在擴大。電氣軟起動系統(tǒng)具有起動平滑、速度可控、電氣系統(tǒng)簡單，控制方法靈活，可參與系統(tǒng)程控、電氣設(shè)備維護量小，壽命長，備件便宜的優(yōu)點。與繞線電動機驅(qū)動比較電氣系統(tǒng)簡單，減少了大量的電阻和電容柜空間，與變頻驅(qū)動比較價格便宜，壽命長。

普通驅(qū)動方式的供配電和控制系統(tǒng)簡單便宜，整體結(jié)構(gòu)尺寸和重量大，在一般情況下通用。但是由于對起動時間有限制，不能實現(xiàn)慢速驅(qū)動，影象了應(yīng)用的廣泛性。針對這種需要，目前市場開發(fā)出了具有軟起動和慢速驅(qū)動功能的ACCM軟起動裝置。

根據(jù)剝離系統(tǒng)的工作特性，設(shè)計選用變頻驅(qū)動方式。設(shè)計推薦選用SEW或FLANDER減速器。

3.4.3 托輥組

移動式、半固定式帶式輸送機上托輥組采用35°槽角三節(jié)吊掛式托輥組，下托輥組采用10°二節(jié)梳形吊掛式托輥組，固定式帶式輸送機采用固定式35°槽角三節(jié)前傾上托輥組，10°V形下托輥組。

3.4.4 輸送帶

全部輸送帶采用耐寒、防粘型鋼絲繩芯輸送帶。

3.5 基本參數(shù)

根據(jù)計算結(jié)果，剝離系統(tǒng)帶式輸送機主要技術(shù)參數(shù)見表1。

【參考文獻】

[1]張洪，賀永軍，劉梅.露天煤礦剝離半連續(xù)開采工藝系統(tǒng)及其應(yīng)用的研究[J].露天采礦技術(shù)，2013（1）.

[2]孫金龍.大型露天煤礦半連續(xù)工藝應(yīng)用范圍研究[D].中國礦業(yè)大學(xué)，2013.

[責(zé)任編輯：湯靜]