排土機(jī)在現(xiàn)代露天礦山應(yīng)用中的若干問(wèn)題

1、排土機(jī)在現(xiàn)代露天礦山應(yīng)用中的若干問(wèn)題陳大偉 （中煤國(guó)際工程集團(tuán)沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院 遼寧 沈陽(yáng) 110015）摘要：從排土機(jī)的分類、主要技術(shù)性能參數(shù)等方面對(duì)排土機(jī)在現(xiàn)代露天礦山剝離系統(tǒng)中的現(xiàn)狀進(jìn)行了初步分析，對(duì)排土機(jī)排土?xí)r初始路堤修筑的方法和步驟、對(duì)排土場(chǎng)“死區(qū)”的處理方法等問(wèn)題進(jìn)行了論述。關(guān)鍵詞：排土機(jī)；露天礦；初始路堤；“死區(qū)”中圖分類號(hào)：TD824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A隨著當(dāng)今采礦業(yè)的迅速持續(xù)發(fā)展，露天礦山規(guī)模的不斷增大，露天礦山開采工藝已經(jīng)逐漸由單一的單斗-卡車開采工藝向同時(shí)采用連續(xù)、半連續(xù)系統(tǒng)的綜合開采工藝轉(zhuǎn)變。連續(xù)、半連續(xù)系統(tǒng)的不斷應(yīng)用，作為系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分-排土機(jī)，從生產(chǎn)能力、行

2、走方式、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、外形尺寸等方面也在不斷的發(fā)展變化。同時(shí)，排土機(jī)性能的變化對(duì)其排土?xí)r初始路堤的修筑方法和步驟以及排土場(chǎng)“死區(qū)”的處理方法都提出了全新的要求。本文對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行分析論述并提出解決這些問(wèn)題的若干建議。1排土機(jī)的種類及主要技術(shù)性能參數(shù)1.1排土機(jī)的種類排土機(jī)是露天礦帶式輸送機(jī)排土系統(tǒng)的主要組成部分，屬于一種大型的礦巖輸送設(shè)備。從結(jié)構(gòu)形式上一般可分為兩大類，即懸臂式排土機(jī)和延伸式排土機(jī)，目前國(guó)內(nèi)外露天礦使用的排土機(jī)主要是懸臂式排土機(jī)。.1.1 懸臂式排土機(jī)懸臂式排土機(jī)由受料臂、排料臂、配重臂、行走結(jié)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等部分組成。懸臂式排土機(jī)見圖1所示。排料臂由大型桁架結(jié)構(gòu)及其上排料輸送機(jī)組成

3、，是懸臂式排土機(jī)的關(guān)鍵部件。受料臂上安置受料運(yùn)輸機(jī)，可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)、提升和下放；受料臂長(zhǎng)度是決定排土機(jī)排土帶寬度的重要因素。排料臂長(zhǎng)度可根據(jù)所需的排土帶寬度、排土高度及運(yùn)輸機(jī)的移動(dòng)周期來(lái)確定，尤其在“帶式輸送機(jī)運(yùn)輸排土機(jī)排土”的綜合設(shè)備配套中，要求較高的排土段高，排料臂應(yīng)具有更大的長(zhǎng)度。圖1 懸臂式排土機(jī)懸臂式排土機(jī)的生產(chǎn)能力、受料臂與排料臂長(zhǎng)度，平面回轉(zhuǎn)角度和機(jī)重等都是排土機(jī)的重要參數(shù)，對(duì)排土工藝影響很大。1.1.2 延伸式排土機(jī)延伸式排土機(jī)由旋轉(zhuǎn)底座、固定支架、懸臂、主排土帶式輸送機(jī)、橫向布料帶式輸送機(jī)和操作室等部分組成。旋轉(zhuǎn)底座位于排土機(jī)一端，是排土機(jī)的回轉(zhuǎn)中心；固定支架位于分段處，第一段的

4、一端支承在旋轉(zhuǎn)底座上，其它支承的基礎(chǔ)埋在已排過(guò)的巖土堆上，基礎(chǔ)上鋪有圓弧形的軌道，支承固定支架的車輪，車輪可以沿軌道行走，并繞旋轉(zhuǎn)底座回轉(zhuǎn)，固定支架的旋轉(zhuǎn)靠對(duì)稱布置的多對(duì)液壓缸驅(qū)動(dòng)，液壓缸的一端與固定支架相連，另一端是一個(gè)面積較大的支腳，置于巖土堆的頂面上；懸臂由鋼絲繩牽引在固定支架內(nèi)可以伸縮；排料輸送機(jī)安裝在固定內(nèi)支架的懸壁內(nèi)；橫向布料輸送機(jī)懸掛在懸臂的頂部，可向懸臂的左右兩側(cè)的范圍內(nèi)排土，也可摘掉，直接從懸臂排料。隨著巖土的堆放，帶式輸送機(jī)可向前逐漸延伸，由于帶式輸送機(jī)可以向上有一個(gè)仰角，在向前延伸過(guò)程中，可不斷提高排土場(chǎng)的高度，從而使排土場(chǎng)容量得到增加。由于延伸式排土機(jī)在國(guó)外正處于發(fā)展階

5、段，目前在工藝、設(shè)備上還有待于完善。1.2排土機(jī)的主要技術(shù)性能參數(shù)1.2.1現(xiàn)有排土機(jī)的技術(shù)性能參數(shù)下面介紹幾種國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的排土機(jī)的技術(shù)性能參數(shù)，見表1。其中，KRUPP公司生產(chǎn)的Absetzer 761型排土機(jī)為世界上迄今為止最大的自行式排土機(jī)，見圖2所示。1.2.2 使用中排土機(jī)的技術(shù)性能參數(shù)再介紹一下國(guó)內(nèi)正在使用的大型排土機(jī)的技術(shù)性能參數(shù)，以內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾露天煤礦采用的德國(guó)KRUPP公司生產(chǎn)的ARs1800/（50+50）*22排土機(jī)（SPREADER）為例，主要技術(shù)性能參數(shù)見表2。表1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有排土機(jī)技術(shù)性能參數(shù)主要技術(shù)性能參數(shù)設(shè)備型號(hào)膠帶機(jī)帶寬(mm)排土作業(yè)能力(m3/h)卸料臂長(zhǎng)

6、度（m）卸載高度(m)KRUPP Absetzer 7553200225009835KRUPP Absetzer 76132002750010041.5KRUPP ARs2000/（75+90）*26200063009026KRUPP ARs1800/（40+60）*22180066006022KRUPP ARs2200/（50+75）*182200103657518KRUPP AR1400/（100+207）*501400600020750KRUPP ARs2400/（52+84）*392400118608439KRUPP ARs1600/（40+50）*20160045005020圖2 K

7、RUPP公司生產(chǎn)的Absetzer 761型排土機(jī)2 排土機(jī)排土?xí)r初始路堤修筑方法及步驟2.1 初始路堤修筑方法排土機(jī)排土?xí)r初始路堤的修筑可以采用汽車運(yùn)輸、單斗挖掘機(jī)或推土機(jī)、前裝機(jī)等聯(lián)合修筑，也可以采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸、排土機(jī)聯(lián)合修筑。采用汽車筑堤，需另購(gòu)一定數(shù)量的汽車，待修完路堤后，需對(duì)這部分汽車作妥善處理；利用排土機(jī)自筑路堤，不但可以充分利用排土機(jī)，而且筑堤速度快，還可節(jié)省利用汽車筑堤的設(shè)備投資。表2 主要技術(shù)性能參數(shù)表技術(shù)性能參數(shù) 指 標(biāo) 單 位理論排棄能力 6200最大上排高度/下排高度 20/25 m3/h（松方）mmmkPakPam/minmmmmmmm/sKw/rpmKw/rpm

8、mmmm總排棄高度/排棄寬度 45/40綜合作業(yè)坡度 作業(yè)時(shí) 1:20 調(diào)動(dòng)時(shí) 1:10履帶間中心距/最小轉(zhuǎn)彎半徑 8.5工作重量下的對(duì)地比壓 平均 107 最大 109卸料滾筒中心(相對(duì)于卸料臂回轉(zhuǎn)中心的)回轉(zhuǎn)速度 10.43回轉(zhuǎn)軸承直徑 5000受料臂(從排土機(jī)中心至支撐臺(tái)車中心的最大長(zhǎng)度) 50卸料臂（從回轉(zhuǎn)中心至卸料滾筒中心的水平長(zhǎng)度） 50膠帶機(jī) 帶寬 1800 帶速 5.5受料臂驅(qū)動(dòng)裝置 電機(jī)功率/轉(zhuǎn)速 202*2/990 減速機(jī)速比 1:7.53卸料臂驅(qū)動(dòng)裝置 電機(jī)功率/轉(zhuǎn)速 327*2/990 減速機(jī)速比 1:7.53驅(qū)動(dòng)滾筒直徑 900改向滾筒直徑 824采用排土機(jī)自筑路堤具

9、體方法有以下兩種：排土機(jī)位于高坡，采用下排向前排筑，排至設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。（山坡地形條件下）排土機(jī)位于地表，采用上排向前排筑，排至設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。（平地或平緩地形條件下）2.2 初始路堤修筑步驟采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸排土機(jī)排土的礦山，可以采用連續(xù)運(yùn)輸自筑路堤的方法。該方法具有兩種功能：其一是連續(xù)排土，其二是修筑基礎(chǔ)路基。這種施工與生產(chǎn)相統(tǒng)一的方法，既節(jié)省了人工筑堤的時(shí)間，也節(jié)約了投資，同時(shí)又提前了工期。整個(gè)路堤的延伸、提升和推進(jìn)速度與其排土機(jī)的排土量成正比，從生產(chǎn)的角度來(lái)看，排土量越大越好；然而從安全的角度看，為了保證路基的質(zhì)量，路堤應(yīng)有一個(gè)良好的沉降和穩(wěn)定時(shí)期，因此又希望路堤的延伸速度慢一些為好。在帶

10、式輸送機(jī)運(yùn)輸排土機(jī)排土?xí)r，路堤的肩寬最小應(yīng)是排土機(jī)在帶式輸送機(jī)一側(cè)的排料臂和受料臂長(zhǎng)度之和。路堤的修筑步驟如下：平整場(chǎng)地，平整范圍以受料點(diǎn)為中心，以路堤延伸方向?yàn)楣ぷ鞣较?，后方為延伸膠帶的拉緊與貯存位置。采用推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整，向前平整長(zhǎng)為排土機(jī)受料臂長(zhǎng)，再加712m的半圓形場(chǎng)地，向后平整長(zhǎng)為一卷膠帶總長(zhǎng)的一半，再加1012m，寬度不小于15m；排土機(jī)進(jìn)行第一階段修筑路堤，場(chǎng)地平整完后，將排土機(jī)就位，其受料臂的受料點(diǎn)與卸料車的落料點(diǎn)對(duì)齊，這樣就可以進(jìn)行初步排土生產(chǎn)，當(dāng)排土機(jī)不動(dòng)、排料臂做弧形排料時(shí)，就形成第一個(gè)扇形排土料場(chǎng)；在其前部排料生產(chǎn)后，后部就著手進(jìn)行爬坡帶式輸送機(jī)的尾部安裝工作；前部排

11、料臂排滿半圓弧后，將排土機(jī)向其走行方向移動(dòng)一個(gè)步距，按前述方法進(jìn)行第一分層排土；用推土機(jī)平整第一階段路堤，第一階段排完后，整個(gè)排土場(chǎng)形成一個(gè)凸凹不平的新層面，這時(shí)需用推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整。平整后，將排土機(jī)的受料臂與卸料車的落料點(diǎn)解開，將排土機(jī)移到一邊，以不影響安裝帶式輸送機(jī)為準(zhǔn)；按帶式輸送機(jī)安裝技術(shù)要求安裝帶式輸送機(jī)；在帶式輸送機(jī)的尾部硫化膠接膠帶；膠帶膠接后，帶式輸送機(jī)頭部移動(dòng)一小距離，其距離以尾部張緊裝置的行程為限。然后移動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，閘死走行裝置，并仔細(xì)檢查各零部件，進(jìn)行空載試車和重載試車；重載試車后，清理膠帶機(jī)頭部地面，將排土機(jī)移位，使其受料臂與帶式輸送機(jī)頭部卸料點(diǎn)對(duì)齊；帶式輸送機(jī)與排土機(jī)

12、聯(lián)動(dòng)重載試車，至正常排土生產(chǎn)；安裝工作到此結(jié)束，以后的移動(dòng)延伸便屬于生產(chǎn)工作；當(dāng)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)站移動(dòng)一個(gè)位置后，其排土機(jī)也象前述一樣進(jìn)行半圓弧排土，其最大半徑仍是受排料臂長(zhǎng)度之和。這樣，排土機(jī)在外側(cè)排料時(shí)，用排料臂旋轉(zhuǎn)就能完成；而帶式輸送機(jī)內(nèi)側(cè)排料時(shí)，要按各點(diǎn)位移動(dòng)，并做最大臂展排半徑。將新排放地段用推土機(jī)進(jìn)行平整場(chǎng)地；上述路堤斷面在一個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)做好后，帶式輸送機(jī)就可以繼續(xù)延伸，按前述程序逐步移位。移動(dòng)距離應(yīng)以帶式輸送機(jī)中部支架間距為模數(shù)的倍數(shù)為準(zhǔn)。帶式輸送機(jī)用膠帶一般定尺為每卷100m，故帶式輸送機(jī)在每延伸50m后就應(yīng)接續(xù)一卷膠帶。每移動(dòng)一個(gè)步位，都要考慮排土高度、生產(chǎn)率、基礎(chǔ)土結(jié)構(gòu)、沉降

13、率和地基耐力等諸因素。按上述步驟排土自筑路堤，在保證安全路堤的條件下，逐步達(dá)到最終首次段高，這時(shí)筑堤工作的前段任務(wù)已基本完成，但還不是全面完成。這時(shí)要將設(shè)備穩(wěn)定在頭部高臺(tái)上，做擴(kuò)展作業(yè)平臺(tái)工作。以帶式輸送機(jī)頭部卸料點(diǎn)為中心，以排土機(jī)受排料臂長(zhǎng)度之和為半徑，排出平臺(tái)，同樣也要考慮沉降率，并在高平臺(tái)上安設(shè)帶式輸送機(jī)輔助設(shè)施；平臺(tái)形成后，就可以考慮下一步移動(dòng)帶式輸送機(jī)的水平排土和具體的排土工藝。3 排土場(chǎng)“死區(qū)”的處理方法由于排土機(jī)排土不如汽車、單斗挖掘機(jī)排土靈活，根據(jù)帶式輸送機(jī)運(yùn)輸-排土機(jī)排土工藝及排土場(chǎng)地形，排土機(jī)排土場(chǎng)有局部排不到的部位，稱為“死區(qū)”。對(duì)于帶式輸送機(jī)運(yùn)輸-排土機(jī)排土方法形成排土“死區(qū)”的處理方法如下：當(dāng)排土死區(qū)范圍較大時(shí)，可以接短帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)排；當(dāng)排土死區(qū)范圍較小時(shí)，可采用汽車排土、推土機(jī)推平的方法進(jìn)行處理；在選擇排土機(jī)時(shí)，要求受料臂與排料臂有足夠的長(zhǎng)度，若不能滿足要求，可以在排土機(jī)與卸料車之間增加一臺(tái)轉(zhuǎn)載機(jī)，以滿足排土要求。4 結(jié)論通過(guò)上述論述，明晰了排土機(jī)的分類及主要性能技術(shù)參數(shù)，分析了排土機(jī)初始路堤修筑的方法和步驟，明確了排土場(chǎng)“死區(qū)”的處理方法。這些問(wèn)題的論述對(duì)排土機(jī)排土場(chǎng)的形成和生產(chǎn)具有一