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(jìn)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(gè)半連續(xù)剝離系統(tǒng)，為大家以后的設(shè)計(jì)提供一些經(jīng)驗(yàn)。

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

0 概述

烏優(yōu)特露天煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力3.00Mt/a設(shè)計(jì)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(yùn)到排土場(chǎng)排棄。達(dá)產(chǎn)第三年，為減少剝離生產(chǎn)汽車運(yùn)量和運(yùn)距，降低露天礦生產(chǎn)運(yùn)營成本，剝離生產(chǎn)采用單斗挖掘機(jī)-卡車-半移動(dòng)式破碎站-排土機(jī)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(tái)半移動(dòng)式破碎站、4條配套帶式輸送機(jī)、1套排土機(jī)。

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(jì)，此套半連續(xù)剝離系統(tǒng)年平均生產(chǎn)總量12.0Mm3/a（實(shí)方）。剝離物容重2.3t/m3（實(shí)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(chǎng)坑內(nèi)760.000m平盤上布置的半移動(dòng)式破碎站，22m3單斗挖掘機(jī)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(yùn)至破碎站破碎至-300，破碎后的剝離物通過B101帶式輸送機(jī)進(jìn)入提升皮帶B102帶式輸送機(jī)，由B102帶式輸送機(jī)運(yùn)至地面，再由B103帶式輸送機(jī)運(yùn)至東排土場(chǎng)，轉(zhuǎn)載給B104排土帶式輸送機(jī)。在東排土場(chǎng)990.000m平盤布置排土機(jī)系統(tǒng)，B104帶式輸送機(jī)上的剝離物經(jīng)過卸料車進(jìn)入排土機(jī)的受料臂，經(jīng)排料臂在排土場(chǎng)作扇形排棄。根據(jù)剝離系統(tǒng)年有效工作時(shí)間計(jì)算，半移動(dòng)式破碎站和配套帶式輸送機(jī)、排土機(jī)生產(chǎn)能力4200m3/h（7500t/h）。[1]

排土場(chǎng)采用扇形排棄工藝布置，上排臺(tái)階高15m，下排臺(tái)階高30m，排土平臺(tái)長(zhǎng)度大于1600m。

3 主要設(shè)備選型

3.1 半移動(dòng)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(jī)開采的露天剝離物破碎至適合帶式輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)牧６?。因此，剝離破碎站對(duì)破碎后的物料尺寸限制并不嚴(yán)格，特別是當(dāng)帶寬較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大排料尺寸。根據(jù)采礦工藝，設(shè)計(jì)采用半移動(dòng)式破碎站。

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

3.1.2 破碎機(jī)形式

剝離破碎站對(duì)排料粒度的要求相對(duì)寬松，只要滿足運(yùn)輸條件即可。普遍使用的破碎機(jī)有雙齒輥篩分破碎機(jī)和單齒輥破碎機(jī)。雙齒輥篩分破碎機(jī)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(diǎn)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(jī)也是應(yīng)用較廣的破碎機(jī)，單齒輥喂給式破碎站高度小，破碎站土建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)巖石的適用性有限制。根據(jù)剝離物的特性，設(shè)計(jì)選用雙齒輥破碎機(jī)。[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(chǎng)工作面移動(dòng)式帶式輸送機(jī)的物料經(jīng)卸料車的卸料滾筒向排土機(jī)的受料臂轉(zhuǎn)載，再通過排土機(jī)的排料臂向排土場(chǎng)排棄。卸料車采用軌道式自行結(jié)構(gòu)，為排土機(jī)和卸料車供電的電纜卷筒安裝在卸料車的平臺(tái)上。

3.3 排土機(jī)

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

3.4 帶式輸送機(jī)

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(jī)的結(jié)構(gòu)形式分為移置式、半固定式和固定式。為簡(jiǎn)便迅速移設(shè)，排土場(chǎng)工作面采用移置式帶式輸送機(jī)，位置需要移動(dòng)的帶式輸送機(jī)采用半固定式結(jié)構(gòu)，位置相對(duì)固定的帶式輸送機(jī)采用固定式結(jié)構(gòu)。

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

半固定式帶式輸送機(jī)機(jī)頭驅(qū)動(dòng)站和機(jī)尾站為滑橇式支撐結(jié)構(gòu)，推土機(jī)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(jī)采用整體機(jī)頭驅(qū)動(dòng)站和機(jī)尾驅(qū)動(dòng)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(dòng)方式

半連續(xù)剝離系統(tǒng)帶式輸送機(jī)運(yùn)量大，距離長(zhǎng)，露天布置，應(yīng)采用帶軟起動(dòng)和慢速驅(qū)動(dòng)功能的驅(qū)動(dòng)裝置。為滿足整體機(jī)頭驅(qū)動(dòng)站和機(jī)尾驅(qū)動(dòng)站的結(jié)構(gòu)布置，驅(qū)動(dòng)裝置為垂直軸布置，單點(diǎn)浮動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)形式。

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

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

另外，近年來電氣軟起動(dòng)系統(tǒng)因其優(yōu)越的起動(dòng)性能目前在帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用在擴(kuò)大。電氣軟起動(dòng)系統(tǒng)具有起動(dòng)平滑、速度可控、電氣系統(tǒng)簡(jiǎn)單，控制方法靈活，可參與系統(tǒng)程控、電氣設(shè)備維護(hù)量小，壽命長(zhǎng)，備件便宜的優(yōu)點(diǎn)。與繞線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)比較電氣系統(tǒng)簡(jiǎn)單，減少了大量的電阻和電容柜空間，與變頻驅(qū)動(dòng)比較價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)。

普通驅(qū)動(dòng)方式的供配電和控制系統(tǒng)簡(jiǎn)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(duì)起動(dòng)時(shí)間有限制，不能實(shí)現(xiàn)慢速驅(qū)動(dòng)，影象了應(yīng)用的廣泛性。針對(duì)這種需要，目前市場(chǎng)開發(fā)出了具有軟起動(dòng)和慢速驅(qū)動(dòng)功能的ACCM軟起動(dòng)裝置。

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

3.4.3 托輥組

移動(dòng)式、半固定式帶式輸送機(jī)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(jī)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(jì)算結(jié)果，剝離系統(tǒng)帶式輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表1。

【參考文獻(xiàn)】

[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]