武建強(qiáng)，孫 剛

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西 太原 030024）

引言

連續(xù)及半連續(xù)開采工藝在當(dāng)今全球露天礦山得到了廣泛應(yīng)用，它具有節(jié)能高效、綠色環(huán)保、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)。連續(xù)開采工藝流程：斗輪挖掘機(jī)→移置式帶式輸送機(jī)→干線帶式輸送機(jī)→移置式帶式輸送機(jī)→排土機(jī)（包含卸料車）；半連續(xù)開采工藝流程：卡車→固定或半移動(dòng)破碎站（單斗挖掘機(jī)→自移動(dòng)破碎站→移置式帶式輸送機(jī)）→干線帶式輸送機(jī)→移置式帶式輸送機(jī)→排土機(jī)（包含卸料車）[1]?？梢钥闯鲆浦檬綆捷斔蜋C(jī)已然成為了連續(xù)及半連續(xù)開采工藝中的關(guān)鍵設(shè)備之一。

1 設(shè)備分類及移設(shè)過程

1.1 設(shè)備分類

為了滿足連續(xù)及半連續(xù)露天礦開采工藝，需要一種無需地腳固定，并能滿足整體移動(dòng)，適應(yīng)性強(qiáng)的移置式帶式輸送機(jī)設(shè)備。它可根據(jù)露天采場(chǎng)或排土場(chǎng)工作面的推進(jìn)作側(cè)向移置或長(zhǎng)度方向上的延伸及縮短。由于這種輸送機(jī)在露天作業(yè)并要經(jīng)常移置，要求其結(jié)構(gòu)對(duì)各種氣候條件和地面條件適應(yīng)性高,關(guān)鍵技術(shù)難度高。

移置式帶式輸送機(jī)主要由機(jī)頭站、機(jī)尾站和中間機(jī)架三部分組成，根據(jù)受、排料工藝要求分為高式頭站型和低式頭站型移置式帶式輸送機(jī)。高式頭站型移置式帶式輸送機(jī)一般用于銜接位于采場(chǎng)的斗輪挖掘機(jī)或自移式破碎站和后續(xù)干線固定式帶式輸送機(jī)；低式頭站型移置式帶式輸送機(jī)一般用于排土場(chǎng)與排土機(jī)配套使用，將廢料進(jìn)行連續(xù)排棄。高式頭站型又分自移式與半移動(dòng)式兩類，前者應(yīng)用最多的是履帶自行式，后者則包括滑撬式和履帶車馱運(yùn)式，目前應(yīng)用較為廣泛的形式為滑撬式頭站，機(jī)頭站除鋼結(jié)構(gòu)外通常還包括驅(qū)動(dòng)滾筒、改向滾筒、托輥組、驅(qū)動(dòng)裝置及張緊系統(tǒng)等。機(jī)尾站為底部帶滑撬的焊接結(jié)構(gòu)，其上部通常設(shè)置有驅(qū)動(dòng)滾筒、增面滾筒、托輥組、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及受料槽等。中間機(jī)架由若干相同構(gòu)架組成。各構(gòu)架通過位于其兩側(cè)的鋼軌（單軌或雙軌）串聯(lián)成一體。單軌除聯(lián)結(jié)各機(jī)架外，同時(shí)供移設(shè)時(shí)使用，雙軌還可兼作受料車或卸料車的行走軌道[2]。一般每組中間架下部設(shè)有兩個(gè)鋼結(jié)構(gòu)軌枕，機(jī)架上安設(shè)有吊掛托輥組以支承輸送帶并可滿足設(shè)備整體拖拽移設(shè)要求。加長(zhǎng)和縮短輸送機(jī)長(zhǎng)度是通過增加或減少中間機(jī)架的機(jī)架數(shù)目來實(shí)現(xiàn)，不帶鋼軌的中間架僅用于滿足帶式輸送機(jī)的延伸及縮短工藝。

移置式帶式輸送機(jī)根據(jù)開采或排土工藝將移設(shè)過程分為平行移設(shè)、扇形移設(shè)、扇形和平行聯(lián)合移設(shè)?？捎赏仆翙C(jī)改造而成的專用移設(shè)機(jī)拖拽輸送機(jī)一側(cè)軌道作連續(xù)移設(shè)（見圖1），或采用多臺(tái)液壓鉤機(jī)等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行拖拽移設(shè)（見圖2）。

圖1 采用移設(shè)機(jī)拖拽移設(shè)

圖2 采用液壓鉤機(jī)拖拽移設(shè)

1.2 移置式帶式輸送機(jī)移設(shè)過程

在移設(shè)之前，先將移設(shè)工作面平整好，將運(yùn)輸機(jī)上膠帶放松，再將帶式運(yùn)輸機(jī)中間架的螺栓扭松，使整個(gè)機(jī)架處于活動(dòng)狀態(tài)，這樣就可以用移設(shè)機(jī)進(jìn)行移設(shè)作業(yè)了。

例如，采用移設(shè)機(jī)移設(shè)時(shí)首先通過移設(shè)機(jī)的夾軌器機(jī)構(gòu)夾住帶式運(yùn)輸機(jī)的一側(cè)鋼軌，再將鋼軌通過提升油缸的推力向上抬起一定高度（約15～20 cm）以減少地面阻力，移設(shè)機(jī)開始回轉(zhuǎn)一個(gè)角度前進(jìn)，利用主機(jī)的牽引力將膠帶運(yùn)輸機(jī)拖出一個(gè)步距，移設(shè)機(jī)再沿膠帶輸送機(jī)的方向來回行駛來完成移設(shè)輸送機(jī)的工作。

2 設(shè)備研制及移設(shè)工藝

2.1 移置式帶式輸送機(jī)的研制

太原重工股份有限公司結(jié)合使用現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)和計(jì)算機(jī)建模等新技術(shù)，于2019 年研制出國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的大型移置式帶式輸送機(jī)設(shè)備，并將同與其一起研制出的排土機(jī)、單臂堆料機(jī)等設(shè)備成套出口南美洲某國(guó)大型露天銅礦。移置式帶式輸送機(jī)主要參數(shù)見表1，其二維圖見圖3、圖4。

表1 移置式帶式輸送機(jī)主要參數(shù)

圖3 FBC5 移置式帶式輸送機(jī)二維圖

圖4 FBC6 移置式帶式輸送機(jī)二維圖

設(shè)計(jì)過程中針對(duì)設(shè)備用戶所在地為熱帶雨林氣候，需考慮配套電氣系統(tǒng)中設(shè)備的絕緣及防雨設(shè)計(jì)，如采取在電氣柜中安裝帶自動(dòng)檢測(cè)功能的溫、濕兩用傳感器，對(duì)電氣柜通過安裝加熱器進(jìn)行有效除濕；電動(dòng)機(jī)帶除濕加熱器，接線盒設(shè)置在易于排水的方位；提高戶外用保護(hù)開關(guān)等電氣元器件的防護(hù)等級(jí)；電氣室安裝帶有除濕功能的工業(yè)空調(diào)等措施。

機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，方案設(shè)計(jì)前期，結(jié)合用戶特有物料特性及當(dāng)?shù)貧夂蛩鶎?dǎo)致的設(shè)備安裝接地比壓較低對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出更高的要求。其中高式頭站采用性價(jià)比更高、維護(hù)使用方便的滑橇式結(jié)構(gòu)，包含鋼結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)站、托輥組、各種滾筒、防護(hù)罩及液壓張緊機(jī)構(gòu)等，結(jié)構(gòu)布局緊湊、受力較為復(fù)雜；低式尾站同樣采用了滑橇式結(jié)構(gòu)，包含鋼結(jié)構(gòu)、受料槽，托輥組、各種滾筒及防護(hù)罩等機(jī)構(gòu)，并且預(yù)留了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝接口。技術(shù)設(shè)計(jì)過程中，通過采用有限元分析對(duì)上述主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如圖5 和圖6 分別是對(duì)高式頭站及低式尾站的應(yīng)力分析圖，最終確保了設(shè)備整體設(shè)計(jì)的合理性和可靠性。

圖5 高式頭站應(yīng)力圖

圖6 機(jī)尾站應(yīng)力圖

2.2 移置式帶式輸送機(jī)移設(shè)工藝

該系統(tǒng)中FBC5 與FBC6 均位于排土場(chǎng)。FBC5為高式頭站設(shè)計(jì)，根據(jù)排巖工藝前期與FBC6 的機(jī)尾站進(jìn)行銜接，兩帶式輸送機(jī)成垂直布置，F(xiàn)BC6 為低式頭站設(shè)計(jì)，為末端帶式輸送機(jī)，滿足卸料車走行及排土機(jī)在其頭站上部轉(zhuǎn)彎等要求，另外通過FBC5長(zhǎng)度方向距離伸縮來滿足FBC6 的平行移設(shè)。

排巖（或排土）數(shù)年后，隨著排土場(chǎng)的變化及單向排巖距離加大，F(xiàn)BC5 與FBC6 將合并為一條帶式輸送機(jī)并隨著排巖年限逐漸延伸至2 300 m 長(zhǎng)，F(xiàn)BC6 的機(jī)頭、機(jī)尾站驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)量也將通過前期預(yù)留接口增加至三驅(qū)動(dòng)（兩頭一尾），來確保設(shè)備延伸后的動(dòng)力要求，然后圍繞上游帶式輸送機(jī)給料點(diǎn)進(jìn)行扇形排料，該礦山綜合采用了平行和扇形聯(lián)合移設(shè)工藝。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，促進(jìn)了露天采礦業(yè)的迅速擴(kuò)張及露天礦山開采設(shè)備的快速發(fā)展。高效、節(jié)能、設(shè)備大型化已經(jīng)成為大型露天礦山開采設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)。作為連續(xù)及半連續(xù)開采成套設(shè)備中關(guān)鍵設(shè)備之一的移置式帶式輸送機(jī)，其應(yīng)用范圍也將越來越廣，而長(zhǎng)距離、大運(yùn)量及智能化礦用移置式帶式輸送機(jī)一直被國(guó)外公司如德國(guó)蒂森克虜伯、瑞典山特維克等礦業(yè)巨頭壟斷，此次太原重工股份有限公司6 000 t/h 級(jí)以上移置式帶式輸送機(jī)的自主研制成功和走出國(guó)門打破了國(guó)外公司在全球市場(chǎng)的壟斷，同時(shí)，對(duì)于推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)、快速發(fā)展也具有重要意義。