孫 曉

中煤科工集團沈陽設(shè)計研究院有限公司 遼寧沈陽 110015

隨 著我國露天采礦技術(shù)的發(fā)展，以輪斗—帶式輸送機—排土機為代表的連續(xù)工藝系統(tǒng)已在露天煤礦不斷得到應(yīng)用。目前，云南小龍?zhí)?、?zhǔn)格爾黑岱溝[1]、平莊元寶山[2]、霍林河南露天等露天煤礦均采用了這種連續(xù)開采工藝。在露天礦的開采過程中，為了滿足采掘工作面和排土工作面的推進(jìn)要求，整個連續(xù)工藝系統(tǒng)的設(shè)備要隨之跟進(jìn)移設(shè)。由于移設(shè)作業(yè)期間系統(tǒng)要全線停產(chǎn)，故而移設(shè)作業(yè)所耗時間，即移設(shè)作業(yè)效率會直接影響露天礦的采剝生產(chǎn)[3-4]。在以往的移設(shè)作業(yè)中，經(jīng)常會有鋼軌斷裂、轉(zhuǎn)載點定位不準(zhǔn)確、移設(shè)后帶式輸送機跑偏等現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致移設(shè)作業(yè)效率過低。因此，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，合理地安排移設(shè)程序，有效地組織人力、物力，順利地完成移設(shè)作業(yè)，避免發(fā)生上述問題而造成返工，對于縮短停產(chǎn)時間，提高工藝系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 移設(shè)作業(yè)的基本內(nèi)容

輪斗—沿坑帶式輸送機—排土機連續(xù)工藝系統(tǒng)的典型布置如圖 1 所示，其移設(shè)作業(yè)具有代表性，筆者以此為基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)外的移設(shè)作業(yè)經(jīng)驗，探討和總結(jié)連續(xù)工藝系統(tǒng)的移設(shè)技術(shù)。

圖1 輪斗—沿坑帶式輸送機—排土機連續(xù)工藝系統(tǒng)典型布置Fig.1 Typical layout of continuous mining process involving wheeled bucket,belt conveyor alone pit and spreader in sequence

輪斗—沿坑帶式輸送機—排土機連續(xù)工藝系統(tǒng)的移設(shè)作業(yè)主要包括如下幾項基本內(nèi)容：

(1) 移設(shè)前的準(zhǔn)備工作；

(2) 采掘工作面帶式輸送機的移設(shè)；

(3) 排土工作面帶式輸送機的移設(shè)；

(4) 端幫聯(lián)結(jié)帶式輸送機的移置；

(5) 帶式輸送機線路上設(shè)備的移動；

(6) 移設(shè)后的調(diào)整和試運行。

2 移設(shè)前的準(zhǔn)備工作

帶式輸送機新線路的地基應(yīng)很好地進(jìn)行平整、壓實，必要時要鋪墊碎石子，以免中間架鋼枕下陷而影響帶式輸送機的正常運行，也便于以后的移設(shè)。對于采掘和排土工作面帶式輸送機移設(shè)所經(jīng)過的地面應(yīng)進(jìn)行徹底清理，防止出現(xiàn)障礙物影響移設(shè)作業(yè)。帶式輸送機新線路必須經(jīng)過測量并放線釘樁，木樁間距可按 1 個中間架單元長度來確定。這些木樁不要突出地面，以免妨礙移設(shè)作業(yè)。另外，可根據(jù)中間架鋼枕的長度在中心樁的兩側(cè)劃出 2 條平行線，用來檢查和調(diào)整中間架的最終位置。機頭站、機尾站及各自的錨固裝置也都要劃線定位，錨固坑可預(yù)先挖好。一定要做好邊坡的護(hù)理工作，尤其是排土工作面臺階，防止滑坡事故發(fā)生。檢查、修理中間架鋼軌間的聯(lián)接，鋼軌與鋼枕間的聯(lián)接，以免在移設(shè)時發(fā)生鋼軌聯(lián)接處魚尾板斷裂或鋼軌脫離鋼枕。上述準(zhǔn)備工作應(yīng)盡可能在系統(tǒng)停產(chǎn)前完成，最大限度地縮短系統(tǒng)的移設(shè)停產(chǎn)時間。

在系統(tǒng)停產(chǎn)之后，應(yīng)立即將輪斗、排土機和轉(zhuǎn)載機 (皮帶車 A) 和半固定轉(zhuǎn)載機 (皮帶車 B) 調(diào)往各自帶式輸送機的移設(shè)范圍之外，將電纜車/漏斗車和卸料車調(diào)到各自帶式輸送機機尾處，移走所有影響移設(shè)作業(yè)的輔助設(shè)備。切斷電源，解除張緊，放松輸送帶，拆除錨固裝置，移設(shè)設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)，對連續(xù)工藝系統(tǒng)設(shè)備全面進(jìn)行移設(shè)。移設(shè)作業(yè)所需的設(shè)備主要為移設(shè)機、履帶車、推土機、絞車、吊車和平板車等，此外，必須配備 1 臺指揮運輸車。

3 采掘 (排土) 工作面帶式輸送機的移設(shè)

采掘 (排土) 工作面帶式輸送機一般為移置式帶式輸送機，機頭站[5]采用滑橇式或馱運式，中間架一般為單軌或雙軌移置式。

3.1 機頭站和機尾站的移設(shè)

機頭站和機尾站的移設(shè)必須與中間架的移設(shè)同步進(jìn)行，該項作業(yè)由履帶車馱運或推土機拖拽完成，履帶車的載質(zhì)量和推土機的牽引力應(yīng)根據(jù)機頭站或機尾站的質(zhì)量確定。待機頭站和機尾站到達(dá)指定位置后，由吊車將錨固裝置放入各自的錨固坑中，然后安裝、埋設(shè)。

3.2 采掘 (排土) 工作面帶式輸送機中間架的移設(shè)

采掘 (排土) 工作面帶式輸送機中間架一般為單軌或雙軌移置式，其移設(shè)通常由移設(shè)機來完成。帶式輸送機經(jīng)過長時間的運行之后，中間架鋼枕會牢牢地黏結(jié)在地面上，尤其是經(jīng)過一段雨季后，鋼枕與地面間的黏結(jié)會更加牢固，所以移設(shè)作業(yè)的第一步主要是將鋼枕與地面松動分離。一般來講，初次移設(shè)時，移設(shè)機應(yīng)使用如下移設(shè)參數(shù)：

移設(shè)速度 v=2～3 km/h；

提起高度 H=0.15 m；

移設(shè)步距 W=0～0.2 m。

在此之后，移設(shè)機進(jìn)入正常移設(shè)狀態(tài)，這時的移設(shè)參數(shù)為：

移設(shè)速度 v=8～10 km/h；

提起高度 H=0.2 m；

移設(shè)步距 W=0.5～1.5 m。

對于雙軌移置式帶式輸送機，移設(shè)步距不應(yīng)超過1.0 m；對于單軌移置式帶式輸送機，移設(shè)步距不應(yīng)超過 1.5 m。

在接近帶式輸送機新線路時，移設(shè)步距應(yīng)適當(dāng)減小，以便中間架能很好地調(diào)直。如果中間架參差不齊，可用移設(shè)機局部移設(shè)或用推土機推土板頂推協(xié)助調(diào)整。

移設(shè)中間架時經(jīng)常會發(fā)生的幾種情況及解決的辦法如圖 2 所示。

圖2 帶式輸送機的移設(shè)過程Fig.2 Relocation process of belt conveyor

(1) 在正常情況下，移設(shè)機沿中間架線路單方向運行一次，中間架會產(chǎn)生一定的縱向錯位。如果移設(shè)機以相同的移設(shè)參數(shù)來回運行，中間架的縱向錯位就會抵消 (見圖 2(a))。

(2) 由于中間架各部分的縱向錯位不均，可能會發(fā)生中部隆起的情況。通過有目的地在中間架隆起處開始向兩端移設(shè)，可將中間架中的“余量”問題解決(見圖 2(b))。

(3) 與 (2) 恰好相反，可能會發(fā)生中間架中部鋼軌張力過大，使魚尾板拉壞的情況。此時，可通過從兩端只到達(dá)中間架中部的移設(shè)來緩解 (見圖 2(c))。

(4) 如果有意使中間架產(chǎn)生一個較大幅度的縱向錯位，可通過移設(shè)機沿中間架線路單一方向多次運行來實現(xiàn) (見圖 2(d))。

值得注意的是，在寒冷的冬季移設(shè)中間架，首先要清理每根鋼枕上面凍結(jié)的物料，然后由移設(shè)機來松動凍結(jié)在地面上的鋼枕。具體的作業(yè)方法是：用移設(shè)機將鋼軌提起，沿中間架線路運行 2、3 次，使所有凍結(jié)的鋼枕脫離地面，然后再進(jìn)行正常的移設(shè)作業(yè)。

4 端幫聯(lián)結(jié)帶式輸送機的移置

端幫聯(lián)結(jié)帶式輸送機的機頭站、機尾站和中間架一般均為半固定式，機頭站和機尾站由履帶車馱運或由推土機拖拽移設(shè)，中間架則由吊車和平板車運輸。

根據(jù)采掘工作面和排土工作面推進(jìn)進(jìn)度的安排，端幫聯(lián)結(jié)帶式輸送機的移置有以下 3 種情況。

(1) 采掘、排土工作面帶式輸送機同步移設(shè)，端幫聯(lián)結(jié)帶式輸送機相應(yīng)移置，但長度不變。

在機頭站處切斷輸送帶，分開電纜，由履帶車將機頭站運至新的位置。對于中間架的移置，如果從機頭至機尾全部前移，工作量勢必過大。因此，可采用尾部中間架局部前置的方法：將需要前置的中間架上的上、下托輥拆卸下來，取下電纜鉤上的電纜，由吊車吊起輸送帶，抽出中間架，再由平板車運送到頭部，并定裝好托輥；機尾站由推土機牽引，同時要用絞車在機頭部拖動輸送帶隨之前行，直至機尾站到達(dá)指定位置；最后疏導(dǎo)電纜，硫化輸送帶，安裝、埋設(shè)錨固裝置。

(2) 采掘工作面帶式輸送機前移，排土工作面帶式輸送機不動，端幫聯(lián)結(jié)帶式輸送機在機頭部延長。

機頭站的移置與上一種情況完全相同，而中間架和機尾站不存在移置的問題，只需要在頭部加設(shè)一定數(shù)量的中間架。然后鋪設(shè)、加長輸送帶，接長電纜，安裝、埋設(shè)機頭站錨固裝置。

(3) 采掘工作面帶式輸送機不動，排土工作面帶式輸送前移，端幫聯(lián)結(jié)帶式輸送機在機尾處縮短。

機尾部中間架的取出與第 1 種情況相同，接著割去多余的輸送帶，由推土機將機尾站牽引到指定位置，然后硫化輸送帶，安裝、埋設(shè)機尾站錨固裝置。

5 帶式輸送機線路上設(shè)備的移動

采掘工作面帶式輸送機軌道上的電纜車/漏斗車和排土工作面帶式輸送機軌道上的卸料車的移動與各自帶式輸送機的移設(shè)同步協(xié)調(diào)進(jìn)行。在移設(shè)中間架時，移設(shè)機在到達(dá)電纜車/漏斗車或卸料車前卸下移設(shè)頭，然后牽引這些設(shè)備通過軌道的彎道，再安裝上移設(shè)頭繼續(xù)移設(shè)中間架。端幫聯(lián)結(jié)帶式輸送機上的半固定式漏斗車，可由絞車牽引移設(shè)。

6 設(shè)備就位之后的調(diào)整和試運行

用測量儀器校正機頭站、機尾站中心，調(diào)整機頭站、中間架和機尾站的縱向偏移和水平偏移，此時需要推土機配合調(diào)整。進(jìn)行機械、電器設(shè)備和電纜線路的檢查，啟動帶式輸送機進(jìn)行單機空載調(diào)試，最后進(jìn)行系統(tǒng)試運行。調(diào)試完畢后，交付生產(chǎn)使用。

7 移設(shè)時間和移設(shè)效率

在連續(xù)工藝系統(tǒng)需要移設(shè)時，露天礦可根據(jù)人員和設(shè)備的情況，合理地安排移設(shè)程序。在人員、設(shè)備允許的條件下，可安排采掘、排土工作面帶式輸送機和端幫聯(lián)結(jié)帶式輸送機同時進(jìn)行移設(shè)和移置，這樣可使移設(shè)時間最短，系統(tǒng)的停產(chǎn)時間也最短。

移設(shè)所需要的時間，其中 50% 投入移設(shè)作業(yè)，而另外 50% 則用于移設(shè)前后的準(zhǔn)備、調(diào)整、調(diào)試等輔助工作。對于采掘、排土工作面帶式輸送機，機長越長，移設(shè)寬度越大，移設(shè)效率就越高。準(zhǔn)備工作的好壞與否也直接影響到移設(shè)效率。一般情況下，移設(shè)效率為 2 000～3 000 m2/h。如果準(zhǔn)備工作做得充分，移設(shè)效率可達(dá) 5 000～6 000 m2/h。目前，國外的移設(shè)效率最高可達(dá) l0 000 m2/h。

8 結(jié)語

通過考察露天礦連續(xù)工藝系統(tǒng)設(shè)備的移設(shè)過程，并結(jié)合采剝生產(chǎn)的實際情況，總結(jié)完善了先進(jìn)的移設(shè)技術(shù)和高效的移設(shè)程序，對于提高移設(shè)作業(yè)的效率至關(guān)重要。實踐證明，隨著我國露天采礦技術(shù)和裝備水平的不斷提高，只要充分做好移設(shè)前的準(zhǔn)備工作，熟練掌握各個環(huán)節(jié)的移設(shè)技術(shù)，合理組織人員、設(shè)備和材料等，我國的移設(shè)作業(yè)效率完全可以達(dá)到或超過國際先進(jìn)水平。