露天礦山半移動(dòng)式破碎站的應(yīng)用

露天礦山半移動(dòng)式破碎站的應(yīng)用

目前，國(guó)內(nèi)外露天礦山東露天礦的技術(shù)優(yōu)化和采礦成本降低已進(jìn)入增長(zhǎng)期，尤其是各類破碎站的應(yīng)用。但許多文獻(xiàn)或資料在敘及破碎站時(shí)說法不統(tǒng)一,比如半移動(dòng)式、半固定式破碎站定義不統(tǒng)一,就某個(gè)具體設(shè)備而言,有的資料上說是半固定式,有的資料上說式半移動(dòng)式,許多礦山工作者在文章中語(yǔ)焉不詳。本文的目的就是對(duì)破碎站的形式進(jìn)行概念界定,并就國(guó)內(nèi)外典型礦山的應(yīng)用進(jìn)行介紹,以有利用于礦山學(xué)界今后的有效交流。1破碎站分類露天礦山地表破碎站按照破碎設(shè)備與地基的固定程度分為:移動(dòng)式、半移動(dòng)式、半固定式、固定式。1.1減少采場(chǎng)成本一般是集給料(可包含料口解破大塊)、破碎、輸送為一體,行走采用履帶式或輪胎式(也有邁步式),能在采場(chǎng)隨著作業(yè)面的移動(dòng)而隨時(shí)調(diào)整位置。比如美卓公司生產(chǎn)的美卓諾德伯格LT系列移動(dòng)式破碎站。其優(yōu)點(diǎn)是:取代自卸卡車,降低采購(gòu)成本;降低運(yùn)輸成本50%~70%;降低備件成本;降低人工成本;減少采場(chǎng)路面維護(hù);兼具安全環(huán)保的特點(diǎn)。因?yàn)槭侨灰惑w設(shè)備,且與之相連接的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備是皮帶機(jī),所以履帶式移動(dòng)式破碎站在大型露天礦山應(yīng)用較宜,適用于大規(guī)模、連續(xù)開采工藝。國(guó)產(chǎn)的移動(dòng)式破碎站一般為輪胎式,輪胎式用采用短軸距,牽引式行走,以利于降低轉(zhuǎn)彎半徑,具有機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn),小時(shí)最大能力可達(dá)600t,入料力度可達(dá)900mm,一般適用于小型礦山或石料加工廠。山特維克公司近期研發(fā)了移動(dòng)性更靈活的PF300全移動(dòng)破碎站,用于工作面采礦作業(yè),該設(shè)備可以裝配雙齒輥篩分破碎機(jī),雙齒輥破碎機(jī)或混合型破碎機(jī)以適應(yīng)不同用戶的需求。1.2破碎設(shè)備的型式半移動(dòng)式破碎站是將機(jī)體安放在露天采場(chǎng)內(nèi)合適的工作水平上,隨著作業(yè)臺(tái)階的推進(jìn)、延深用履帶式運(yùn)輸車或其它牽引(拉拽)設(shè)備將破碎機(jī)組進(jìn)行整體(或分體)運(yùn)移。如齊大山鐵礦、首鋼水廠鐵礦所用的破碎站即此類。半移動(dòng)式破碎站一般由三部分裝置組成(又稱三模塊):給料設(shè)備、破碎設(shè)備、卸料設(shè)備。給料設(shè)備又分為料斗(或料倉(cāng))、給料皮帶(或振動(dòng)放礦機(jī)或振動(dòng)篩分給礦機(jī))。如果采用皮帶機(jī)給料,又分為爬坡式、平行式。破碎設(shè)備的型式具有多樣性,有旋回式、圓錐式、顎式、錘式、輥式、反擊式等。卸料設(shè)備大多為皮帶,且為爬坡式。半移動(dòng)式破碎站一般是可移式,可移式根據(jù)整機(jī)重量、高度又分為整體可移,組件可移。半移動(dòng)式破碎站最典型的特征,是與地面無混凝土基礎(chǔ)連接,其服務(wù)年限從幾個(gè)月到幾年不等,其一次遷移時(shí)間通常不超過48h。半移動(dòng)式破碎站與移動(dòng)式破碎站的區(qū)別除了移設(shè)時(shí)間外,比較重要的一個(gè)特點(diǎn)是設(shè)備布置的部位,半移動(dòng)式破碎站通常布置于采場(chǎng)的工作幫上,且礦巖運(yùn)距小于3km的位置上,當(dāng)采場(chǎng)臺(tái)階延深到汽車合理的運(yùn)距和爬升高度外,再進(jìn)行下一次移設(shè)。需要特別說明的一點(diǎn),半移動(dòng)式破碎站由于設(shè)備重、高,為了實(shí)現(xiàn)給料均勻,通常給料部分要位于破碎設(shè)備的上方,比如首鋼水廠鐵礦給料平臺(tái)設(shè)在破碎機(jī)上方,給料部分設(shè)備與巖體之間以棧橋方式連接,以滿足承載能力的要求,不能因?yàn)榻o料設(shè)備與巖體固定而將之劃分為固定式破碎站,因?yàn)槠浜诵牟考瞧扑闄C(jī),破碎機(jī)是可以遷移的。1.3煤礦安全采場(chǎng)固定半固定式破碎站是半移動(dòng)式破碎站向固定式破碎站發(fā)展的一個(gè)過渡方式,從與地面的連接看,破碎機(jī)架與地面有了堅(jiān)固的連接(基巖部位可采用錨樁連接,松方地帶可采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)),從布設(shè)的位置看,一般要固定在采場(chǎng)的固定幫上,盡可能減少移設(shè)頻次,提高使用周期,尤其是用于巖石破碎與運(yùn)輸?shù)?這一點(diǎn)尤為重要。半固定式破碎站移設(shè)時(shí),只有與基礎(chǔ)有螺栓連接的設(shè)備本體可拆解移動(dòng)再利用,埋在地表以下的基礎(chǔ)則廢棄掉,國(guó)內(nèi)煤礦系統(tǒng)也有采用鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋入土,移設(shè)時(shí)再開挖使用的例子,因?yàn)殇撝Ъ軓?qiáng)度驗(yàn)算較難且防腐處理工作量大,使用較少。半固定式破碎站因?yàn)橛袌?jiān)固的基礎(chǔ),因此在選型時(shí)可大型化,適用于處理能力較大的礦山。同時(shí)因?yàn)榛A(chǔ)投入高,因此要盡可能選擇在一個(gè)相對(duì)固定的位置上,對(duì)于露天礦山來說就是固定幫或非工作幫,這也是它與半移動(dòng)式破碎站在應(yīng)用工藝上的重要區(qū)別。1.4臥式破碎站固定式破碎站通常布置在采場(chǎng)境界外,不受采場(chǎng)臺(tái)階推進(jìn)延深的影響,與地面有堅(jiān)固的連接,其給料方式具有多樣性,可以汽車直接卸入,也可以設(shè)緩沖料倉(cāng)由放礦裝置給入,固定式破碎站一般在選礦廠的破碎車間,與礦山同壽命,其最大的缺點(diǎn)是礦石運(yùn)距長(zhǎng),且不宜合理調(diào)整。固定式破碎站因?yàn)樘幚砹看?進(jìn)料粒度大,多采用旋回式或顎式。2使用示例2.1廣西龍灘港公司的破碎設(shè)備(1)浙江省泰瑪士(Tarmac)礦業(yè)(湖南)有限公司楊家埠石灰石礦,主要為華東地區(qū)的瀝青作業(yè)供應(yīng)高質(zhì)量的石灰石骨料,年開采量300萬t,使用了LT140移動(dòng)式破碎站,采用C140顎式破碎機(jī),給料口1400mm×1070mm。(2)中國(guó)水利水電建設(shè)集團(tuán),使用了LT1415移動(dòng)式破碎站,內(nèi)裝NP1415反擊式破碎機(jī),進(jìn)料口尺寸為1540×1320mm,該公司還將LT1415移動(dòng)式破碎站配置ST358移動(dòng)式篩分站聯(lián)合作業(yè)。中國(guó)大型水電工程廣西龍灘水電站,2003年采用美卓礦機(jī)破碎設(shè)備:2套LT140E初級(jí)移動(dòng)破碎站和2套LL12移動(dòng)輸送系統(tǒng),另有4臺(tái)NP1520反擊式破碎機(jī)和2臺(tái)NP1315反擊式破碎機(jī)用于中、細(xì)段的破碎。此項(xiàng)目是中國(guó)水電工程第一次采用自行式移動(dòng)破碎站。(3)泰國(guó)MaeMoh(馬莫)露天礦是泰國(guó)最大的褐煤露天礦,設(shè)備能力達(dá)到5000t/h,有對(duì)輥破碎機(jī)四臺(tái),輥徑2m,輥長(zhǎng)2.5m,總裝機(jī)功率2×450kW,破碎機(jī)給料倉(cāng)容積300m3,給料機(jī)與一臺(tái)長(zhǎng)12.5m、寬2.4m的板式輸送機(jī)相連,板式輸送機(jī)由一臺(tái)功率為280kW的電機(jī)驅(qū)動(dòng),破碎的物料用一條長(zhǎng)20m、寬2m的膠帶運(yùn)行礦內(nèi)運(yùn)輸,破碎機(jī)可將1.5m×1.2m×1.2m的大塊物料破碎至0.35cm,破碎后的物料可以通過連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的膠帶進(jìn)行輸送,移動(dòng)式破碎機(jī)裝有履帶,可以方便的行走與每條露天礦工作線。目前共有7臺(tái)克虜伯公司的移動(dòng)式破碎機(jī)在該礦使用。(4)國(guó)外移動(dòng)式破碎站的例子列表2.2破碎組件和破碎站的構(gòu)成(1)鞍鋼齊大山鐵礦,1997年10月投產(chǎn)了半移動(dòng)式破碎站,工作高度13m,用于破碎運(yùn)輸?shù)V石至調(diào)軍臺(tái)圓筒礦倉(cāng),2002年采場(chǎng)下降到-45m,11月28日開始移設(shè),歷時(shí)21天,行程1.5km,途經(jīng)3個(gè)彎道,采用了TR850型履帶式運(yùn)輸車,其爬行縱坡為12%,最小轉(zhuǎn)彎半徑18m,移設(shè)最重件為800t,高度24m。2006年3月進(jìn)行了第二次遷移,2008年2月進(jìn)行第三次遷移,歷時(shí)8小時(shí),下移42m,行程800m.該礦所用的半移動(dòng)式破碎站內(nèi)帶受料槽的重型板式給料機(jī),包括控制塔樓的破碎機(jī)組件和排料膠帶機(jī)件構(gòu)成,破碎機(jī)采用美卓公司生產(chǎn)的60×89型液壓旋回破碎機(jī),破碎能力為7118t/h,控制塔樓總高21m。(2)首鋼水廠鐵礦半連續(xù)開采工藝由三條皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)組成。一條為礦石運(yùn)輸系統(tǒng):汽車→半移動(dòng)式破碎站→膠帶運(yùn)輸機(jī)→選礦破碎流程。二條為巖石運(yùn)輸,分別為西部膠帶排巖系統(tǒng)和東部膠帶排巖系統(tǒng)。西排巖半移動(dòng)式破碎站設(shè)在采場(chǎng)西部邊緣117m水平,于1998年5月正式交付生產(chǎn)運(yùn)行。由1臺(tái)60×89型旋回式破碎站及三條固定式膠帶機(jī),一條移置式膠帶機(jī)等組成。設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力達(dá)1600萬t,實(shí)際最高可達(dá)2300萬t。東排巖半移動(dòng)式破碎站設(shè)在采場(chǎng)東部-20m水平,于2006年3月投入生產(chǎn),由一座蒂森克虜伯公司KB63-75型液壓旋回半移動(dòng)式破碎站,四條固定式膠帶機(jī),一條移置式膠帶機(jī)及奧鋼聯(lián)生產(chǎn)的排土機(jī)組成,設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力2000萬t。礦石半移動(dòng)式破碎站由1座蒂森克虜伯公司KB63-75型液壓旋回半移動(dòng)式破碎站、2條固定式膠帶機(jī)和電控系統(tǒng)組成。2006年8月建成投產(chǎn),設(shè)計(jì)能力為3000t/h,翻卸平臺(tái)設(shè)在-20m水平。(3)籌建中的太鋼袁家村鐵礦,擬選用的礦石半移動(dòng)式破碎站,配置了63×89型旋回式破碎機(jī),流程量為4444t/h。為兩模塊構(gòu)成,設(shè)有給料裝置,由汽車從上部直接卸入破碎機(jī)內(nèi),另在采場(chǎng)上下盤分別布置了兩臺(tái)巖石半移動(dòng)式破碎機(jī)膠帶排巖系統(tǒng)。(4)白音華礦業(yè)分公司二號(hào)露天礦。2009年5月,山特維克全新半移動(dòng)破碎站在中電投蒙東能源集團(tuán)白音華礦業(yè)分公司二號(hào)露天礦安裝調(diào)試完畢。該設(shè)備采用山特維克CR600型雙齒輥篩分破碎機(jī),破碎能力達(dá)到2200t/h.露天礦采用半連續(xù)生產(chǎn)工藝,設(shè)計(jì)年產(chǎn)量1500萬t。2.3破碎站的建造(1)峨口鐵礦為了最大程度的利用礦產(chǎn)資源,將北西區(qū)采場(chǎng)上部剝離過程中出露的貧化率高,難磨難選的礦石暫時(shí)堆存在南西區(qū)采場(chǎng)1852水平。2009年第二季度,在石人溝排土場(chǎng)1900水平建設(shè)了半固定式破碎站,用于破碎、干選堆存礦石。半固定式破碎站由三部分組成:鋼筋混凝土構(gòu)造的下礦料倉(cāng)(含擋墻、皮帶給礦機(jī))、用于破碎大塊的750×1060型顎式破碎機(jī)、磁滑輪干選系統(tǒng)。顎式破碎機(jī)固定在混凝土平臺(tái)上,設(shè)計(jì)能力為150t/h。峨口鐵礦之所以選用半固定式破碎站,原因是此部位礦石貧化率大,達(dá)60%廢石多,應(yīng)將廢石運(yùn)距縮減到最低,其次,在原有的廢石場(chǎng)中設(shè)置破碎站,無堅(jiān)固的基礎(chǔ)可支撐,所以應(yīng)建造鋼筋混凝土基礎(chǔ)。該系統(tǒng)存在的問題是初期投入大,建設(shè)周期長(zhǎng),基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不能重復(fù)利用。(2)鞍鋼大孤山鐵礦,礦石運(yùn)輸系統(tǒng)為汽車——電鏟倒裝鐵路運(yùn)輸——礦石半固定式破碎站——膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)——大孤山選礦廠,設(shè)計(jì)能力為600萬t/a,實(shí)際生產(chǎn)能力為450萬t/a。巖石運(yùn)輸系統(tǒng)現(xiàn)為汽車——巖石半固定式破碎站——膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)——排土機(jī),設(shè)計(jì)能力1300萬t/a.半固定式破碎站由破碎機(jī)和膠帶機(jī)的給礦設(shè)備組成,在二者之間設(shè)由緩沖料倉(cāng),占有高度均30m,破碎機(jī)安裝在混凝土基礎(chǔ)上,將機(jī)組移到新的位置時(shí),需將其拆解,由運(yùn)輸車分別運(yùn)輸各個(gè)獨(dú)立部件,并在新的位置重新組裝。2.4磨損上下環(huán)、動(dòng)錐及襯板的更換(1)峨口鐵礦的破碎系統(tǒng)為三段一閉路流程。粗破碎為PX1200/180旋回式破碎機(jī),位于采場(chǎng)外1653m標(biāo)高的固定位置上,設(shè)計(jì)中將它考慮為永久性破碎站,因而其基礎(chǔ)為堅(jiān)固的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),每年在系統(tǒng)檢修中更換磨損的上下環(huán)、動(dòng)錐及襯板,已服務(wù)33年,預(yù)計(jì)還需要服務(wù)30年。(2)本鋼南芬露天鐵礦采出的1200~0mm礦塊,用80t電機(jī)車牽引,經(jīng)過公司計(jì)控處所設(shè)120t軌道進(jìn)入南芬選礦廠粗破碎,直接倒入PX1400/170旋回破碎機(jī),破碎機(jī)的產(chǎn)品粒度320~0mm,進(jìn)入中碎原礦槽,經(jīng)重型板式給礦機(jī),皮帶運(yùn)輸機(jī)輸送到?2100標(biāo)準(zhǔn)型彈簧圓錐破碎機(jī),碎礦后產(chǎn)品粒度60~0mm,進(jìn)入細(xì)碎原礦槽,再經(jīng)1500mm×4000mm自定中心振動(dòng)篩進(jìn)行預(yù)先篩分,篩下產(chǎn)品粒度12~0mm,進(jìn)入磨選車間,篩上產(chǎn)品進(jìn)入?1650mm短頭型彈簧圓錐破碎機(jī)碎礦。上述破碎系統(tǒng)為一典型的固定式破碎站組成。3破碎站的布置方式通過查找資料,核對(duì)文獻(xiàn),列舉應(yīng)用實(shí)例,筆者對(duì)破碎站的分類要點(diǎn)歸納如下:(1)移動(dòng)式破碎站從自身行走能力上是自驅(qū)動(dòng)式,典型行走方式為輪胎式,履帶式,邁步式;從布設(shè)位置上,一般位于采場(chǎng)作業(yè)面,要隨著采掘工作面推進(jìn)而靈活移動(dòng)。一些資料中將移動(dòng)式破碎站分為自行式與可移式,筆者認(rèn)為自行式是真正的移動(dòng)式破碎站,可移式根據(jù)情況應(yīng)歸類于半移動(dòng)式和半固定式。(2)半移動(dòng)式破碎站,自身不具備行走功能,需整體或分體