左洪川

唐山冀東裝備工程股份有限公司，河北 唐山 063000

淺談石灰石礦山連續(xù)化開采輸送技術(shù)與應(yīng)用

左洪川

唐山冀東裝備工程股份有限公司，河北 唐山 063000

當(dāng)前石灰石礦山的運(yùn)營同其它礦產(chǎn)資源一樣，正朝著大型化、連續(xù)化、液壓化和智能化方向發(fā)展。石灰石礦山連續(xù)化開采輸送技術(shù)是以全移動(dòng)式破碎機(jī)為核心，隨采礦工作面的推進(jìn)而跟進(jìn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。這主要體現(xiàn)在開采工藝和裝備的不斷更新發(fā)展上，這些裝備包括移動(dòng)破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載橋、移動(dòng)皮帶、移置皮帶等設(shè)備。

連續(xù)化開采 移動(dòng)破碎機(jī) 轉(zhuǎn)載橋 移動(dòng)皮帶 移置皮帶

0 引言

開采、輸送系統(tǒng)是石灰石礦山設(shè)計(jì)、建設(shè)以及生產(chǎn)組織和技術(shù)管理的核心內(nèi)容。其技術(shù)進(jìn)步是與開采工藝和裝備的不斷更新發(fā)展密切相關(guān)的。傳統(tǒng)開采輸送工藝主要特點(diǎn)是破碎機(jī)位置固定不動(dòng)，汽車運(yùn)輸距離較長，其工藝流程一般為：穿孔→爆破→鏟裝→汽車運(yùn)輸→固定式破碎機(jī)破碎→固定式長膠帶運(yùn)輸機(jī)→原料堆場(chǎng)。半連續(xù)化開采輸送工藝的破碎機(jī)位置隨著采礦工程的延伸，每隔一定時(shí)間段移動(dòng)一次，汽車運(yùn)輸距離較短，其工藝流程為：穿孔→爆破→鏟裝→汽車運(yùn)輸→半移動(dòng)式破碎機(jī)破碎→固定式長膠帶運(yùn)輸機(jī)→原料堆場(chǎng)。當(dāng)前石灰石礦山的運(yùn)營同其它礦產(chǎn)資源一樣，正朝著大型化、連續(xù)化、液壓化和智能化方向發(fā)展。石灰石礦山連續(xù)化開采輸送技術(shù)是以全移動(dòng)式破碎機(jī)為核心，隨采礦工作面的推進(jìn)而跟進(jìn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。連續(xù)化開采輸送工藝流程為：穿孔→爆破→鏟裝→移動(dòng)式破碎機(jī)破碎→移動(dòng)式膠帶運(yùn)輸機(jī)→移置式膠帶運(yùn)輸機(jī)→固定式長膠帶運(yùn)輸機(jī)→原料堆場(chǎng)。本文僅就當(dāng)前石灰石礦山連續(xù)化開采輸送技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀與應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。

1 石灰石礦山連續(xù)化開采輸送技術(shù)的研發(fā)現(xiàn)狀

1.1 大型礦用移動(dòng)破碎機(jī)

歐美等發(fā)達(dá)國家，自上世紀(jì)70年代開始，就研發(fā)成功了以履帶式移動(dòng)破碎機(jī)為主機(jī)設(shè)備的連續(xù)化開采輸送工藝系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于不同類別及產(chǎn)能的礦山。國內(nèi)伊敏河礦、平朔礦等大型露天煤礦通過進(jìn)口歐美連續(xù)化開采設(shè)備，對(duì)連續(xù)化開采輸送工藝系統(tǒng)有所應(yīng)用。近年來，我國一些專業(yè)公司在礦業(yè)開發(fā)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、安裝工程全方位服務(wù)上走出了一條創(chuàng)新之路。

我公司對(duì)大型移動(dòng)破碎機(jī)再創(chuàng)新制造，在噪音污染、粉塵排放、能耗指標(biāo)方面均能達(dá)到歐洲先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，是節(jié)能環(huán)保的高端移動(dòng)破碎設(shè)備（見表1、圖1），填補(bǔ)了礦山移動(dòng)破碎機(jī)國產(chǎn)化生產(chǎn)的空白，設(shè)備實(shí)地運(yùn)行各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)已獲得國家實(shí)用新型專利證書（專利號(hào)：ZL201520404478.0）

表1 履帶式移動(dòng)破碎機(jī)系列產(chǎn)品的主要技術(shù)參數(shù)

圖1 MCI1416型移動(dòng)破碎機(jī)石灰石礦山應(yīng)用

1.2 轉(zhuǎn)載橋

從國外成功應(yīng)用案例分析可知，轉(zhuǎn)載橋是連接移動(dòng)破碎機(jī)與后續(xù)各類皮帶輸送機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，是整套連續(xù)化開采輸送系統(tǒng)的靈魂設(shè)備。這是由于轉(zhuǎn)載橋?qū)崿F(xiàn)了移動(dòng)破碎機(jī)在爆破現(xiàn)場(chǎng)的跟進(jìn)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了靈活的工藝避炮需求，同時(shí)也為不同礦山的破碎配料、不同臺(tái)段間物料輸送等需求提供了良好的解決方案?？梢哉f，擁有了轉(zhuǎn)載橋的開采輸送系統(tǒng)方案才會(huì)真正實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。值得注意的是，移動(dòng)轉(zhuǎn)載橋的規(guī)格能力取決于他所應(yīng)用的礦山采礦工藝設(shè)計(jì)情況。目前已研發(fā)成功的移動(dòng)轉(zhuǎn)載橋重要參數(shù)見表2，輸送能力、爬坡能力、垂直提升物料高度等均可滿足常見石灰石礦山采礦需求。因此，采礦工藝設(shè)計(jì)者要以滿足生產(chǎn)要求及降低礦山投資為目的，結(jié)合礦山生產(chǎn)實(shí)際情況來選取不同規(guī)格的移動(dòng)轉(zhuǎn)載橋（見圖2）來配合移動(dòng)破碎機(jī)形成礦山連續(xù)化采礦工藝系統(tǒng)。

1.3 移動(dòng)膠帶輸送機(jī)

礦用移動(dòng)膠帶輸送機(jī)（見圖3）是簡(jiǎn)易式移動(dòng)帶式輸送機(jī)的加強(qiáng)設(shè)計(jì)，但又不同于傳統(tǒng)意義上的輪式移動(dòng)皮帶。此類移動(dòng)皮帶沒有單獨(dú)的動(dòng)力，移動(dòng)皮帶的轉(zhuǎn)場(chǎng)行走、避炮等依靠于外部設(shè)備動(dòng)力，整體長度控制在25 m～40 m左右，標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，可多節(jié)連續(xù)使用，最大程度地提高了移動(dòng)皮帶的移動(dòng)可靠性，尤為重要的是設(shè)備成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單方便，很好地保證了礦山惡劣環(huán)境下移動(dòng)皮帶使用的可靠性。在以功能區(qū)分設(shè)備作用的前提下，移動(dòng)皮帶與移動(dòng)轉(zhuǎn)載橋的作用是相同的。但在考慮了設(shè)備投資以及一些生產(chǎn)場(chǎng)地極為狹小的礦山后，移動(dòng)膠帶輸送機(jī)有其獨(dú)特的使用范圍。

移置膠帶輸送機(jī)是在傳統(tǒng)固定式帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上優(yōu)化升級(jí)而來，其設(shè)計(jì)思想是為了使帶式輸送機(jī)更適應(yīng)礦山復(fù)雜地形及各種使用條件。由于移置膠帶輸送機(jī)主要是在采場(chǎng)內(nèi)短期應(yīng)用，因此設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)理念，去除了固定式帶式輸送機(jī)建設(shè)周期較長的土建基礎(chǔ)部分，用鋼結(jié)構(gòu)枕木取代，枕木之上設(shè)有軌道，落料車可在軌道上行走，以適應(yīng)采礦工藝上落料點(diǎn)的變化需求。在礦山連續(xù)化開采中，隨著采面的剝離進(jìn)程，后續(xù)輸送機(jī)面臨需不斷移位的問題，而移置式輸送機(jī)的使用，使得這項(xiàng)工作無論是在時(shí)間上，還是資金人力上都得到了大量的節(jié)省。

表2 移動(dòng)轉(zhuǎn)載橋規(guī)格參數(shù)

圖2 移動(dòng)轉(zhuǎn)載橋設(shè)計(jì)圖

圖3 移動(dòng)膠帶輸送機(jī)設(shè)計(jì)圖

2 礦山連續(xù)化開采輸送系統(tǒng)應(yīng)用案例

冀東水泥黑龍江有限公司為擁有預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)線的現(xiàn)代化企業(yè)，具有較高的生產(chǎn)自動(dòng)化水平，其自有石灰石礦山是國內(nèi)首家擬采用礦山連續(xù)化開采工藝系統(tǒng)的水泥礦山（見圖4），礦山生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模4 500 000 t/a。

根據(jù)礦山情況進(jìn)行的投資計(jì)算報(bào)告顯示，礦山連續(xù)化開采工藝系統(tǒng)建設(shè)總投資較傳統(tǒng)礦山開拓工藝系統(tǒng)建設(shè)總投資節(jié)約資金近千萬元。其中，兩種方案工程機(jī)械、破碎機(jī)械等設(shè)備投資差異不大；傳統(tǒng)礦車開拓運(yùn)輸系統(tǒng)中，固定破碎機(jī)土建及運(yùn)輸?shù)缆沸藿ㄙM(fèi)用較高。

圖4 水泥廠礦山連續(xù)化開采工藝系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)

對(duì)兩個(gè)方案生產(chǎn)運(yùn)營成本進(jìn)行了初步的分析比較，經(jīng)過模擬運(yùn)行分析，傳統(tǒng)礦車開拓工藝系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)營成本約14元/ t，且生產(chǎn)成本隨采礦年限的增加呈上升趨勢(shì)；礦山連續(xù)化生產(chǎn)工藝生產(chǎn)運(yùn)營成本約12元/t，且總體運(yùn)營成本平穩(wěn)。傳統(tǒng)礦車開拓運(yùn)輸系統(tǒng)中，礦車司機(jī)的人工費(fèi)用及礦車維修費(fèi)用、輪胎消耗費(fèi)用、柴油消耗費(fèi)用等占據(jù)礦山石灰石生產(chǎn)運(yùn)營成本較大份額，由于此礦山屬于典型凹陷開采礦山，隨釆面的不斷下降，礦車運(yùn)距及爬坡耗能不斷增加，將造成運(yùn)輸成本增加。而礦山連續(xù)化開采方案工藝上采用轉(zhuǎn)載橋、移動(dòng)皮帶等皮帶輸送機(jī)取代礦車運(yùn)輸，故此類費(fèi)用將大幅降低。

3 結(jié)束語

近年來，水泥生產(chǎn)企業(yè)受國內(nèi)工業(yè)整體狀況的影響，水泥市場(chǎng)銷售情況日益嚴(yán)峻，廣大居民對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的訴求越來越高，國家對(duì)礦山生產(chǎn)的環(huán)保要求愈加嚴(yán)格。這必將促進(jìn)水泥礦山圍繞著降低生產(chǎn)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境而作出傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝上的改進(jìn)。由于水泥礦山礦車運(yùn)輸距離及路況狀態(tài)不同，礦石運(yùn)輸成本占到礦山開采總成本的30%～60%，因此節(jié)省礦山開采成本的最大潛力在于礦石的運(yùn)輸。而為替代礦車運(yùn)輸所采用的連續(xù)化開采輸送系統(tǒng)，其運(yùn)輸中的無效載荷大大降低，運(yùn)輸安全性也得到了大幅提高。綜合考慮礦山建設(shè)總投資、礦山生產(chǎn)運(yùn)營成本以及礦山整體環(huán)保情況、尾氣排放等問題，礦山連續(xù)化開采輸送系統(tǒng)與傳統(tǒng)礦車運(yùn)輸開拓系統(tǒng)相比，其優(yōu)勢(shì)明顯，有著更大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2016-06-12）

TQ172.687

B

1008-0473(2016)05-0060-04

10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.05.013