浅谈乌优特露天煤矿剥离生产系统

陈华颖

（中煤科工集团北京华宇工程有限公司，中国 北京 100120）

【摘　要】露天煤矿剥离生产系统是露天煤矿生产的第一步，它关系的后期采煤工艺的进程。以内蒙古元和煤炭资源有限责任公司乌优特露天煤矿为案例，系统的阐述了整个半连续剥离系统，为大家以后的设计提供一些经验。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 露天煤矿；剥离生产系统；半移动式破碎站；排土机

0　概述

乌优特露天煤矿设计生产能力3.00Mt/a设计服务年限21年。剥离生产系统初期采用单斗—卡车工艺，由自卸式卡车运到排土场排弃。达产第三年，为减少剥离生产汽车运量和运距，降低露天矿生产运营成本，剥离生产采用单斗挖掘机-卡车-半移动式破碎站-排土机半连续生产工艺。半连续剥离系统最大生产能力12.0Mm3/a。

半连续剥离系统根据采矿工艺布置设置1套半连续剥离系统，包含1台半移动式破碎站、4条配套带式输送机、1套排土机。

1　生产系统工作制度

露天煤矿工作制度为每年330d，其中剥离每天工作3班，每班工作8h，为连续作业制。

2　半连续剥离系统布置

根据露天矿采矿设计，此套半连续剥离系统年平均生产总量12.0Mm3/a（实方）。剥离物容重2.3t/m3（实方），松散系数1.3，松方容重为1.77t/m3。

半连续剥离系统在采掘场坑内760.000m平盘上布置的半移动式破碎站，22m3单斗挖掘机在工作面将采下的剥离物卸至载重154t自卸卡车，自卸卡车沿平盘运至破碎站破碎至-300，破碎后的剥离物通过B101带式输送机进入提升皮带B102带式输送机，由B102带式输送机运至地面，再由B103带式输送机运至东排土场，转载给B104排土带式输送机。在东排土场990.000m平盘布置排土机系统，B104带式输送机上的剥离物经过卸料车进入排土机的受料臂，经排料臂在排土场作扇形排弃。根据剥离系统年有效工作时间计算，半移动式破碎站和配套带式输送机、排土机生产能力4200m3/h（7500t/h）。[1]

排土场采用扇形排弃工艺布置，上排台阶高15m，下排台阶高30m，排土平台长度大于1600m。

3　主要设备选型

3.1　半移动式破碎站

3.1.1　破碎站形式

半连续剥离系统破碎站的作用是将单斗挖掘机开采的露天剥离物破碎至适合带式输送机运输的粒度。因此，剥离破碎站对破碎后的物料尺寸限制并不严格，特别是当带宽较大时，应适当加大排料尺寸。根据采矿工艺，设计采用半移动式破碎站。

半移动式破碎站由受料斗、破碎机平台、操作和辅助平台等主要结构部件组成。

3.1.2　破碎机形式

剥离破碎站对排料粒度的要求相对宽松，只要满足运输条件即可。普遍使用的破碎机有双齿辊筛分破碎机和单齿辊破碎机。双齿辊筛分破碎机在煤炭的粗、中破碎使用中的筛分功能和粒度均匀等优点突出。但是由于结构需要，破碎站整体高度大。单齿辊破碎机也是应用较广的破碎机，单齿辊喂给式破碎站高度小，破碎站土建结构简单，移设方便，但破碎物料粒度有超限现象，生产能力有限，对岩石的适用性有限制。根据剥离物的特性，设计选用双齿辊破碎机。[2]

3.1.3　主要技术参数

本设计推荐选用的半移动式剥离破碎站主要技术参数如下：

半移动式剥离破碎站1台；

物料露天剥离物；

抗压强度90%<10MPa，最大150MPa；

装料设备154t自卸卡车；

破碎机形式：双齿辊；

生产能力4200m3/h（7500t/h）；

入料粒度1800×1800×1800mm；

排料粒度<400mm；

装机功率1300kW；

机　　重280t。

3.2　卸料车（含电缆卷筒）

排土场工作面移动式带式输送机的物料经卸料车的卸料滚筒向排土机的受料臂转载，再通过排土机的排料臂向排土场排弃。卸料车采用轨道式自行结构，为排土机和卸料车供电的电缆卷筒安装在卸料车的平台上。主要技术参数如下：

卸料车1台；

能　力 7500t/h（4200m3/h）；

带　宽1800mm；

带　速5.6m/s；

走行方式轨道式；

行走速度0～8m/min；

电缆卷筒容量1500m；

装机功率100kW；

机　重180t。

3.3　排土机

排土机是排土场的主要设备，排土场带式输送机上的剥离物最终通过排土机在排土场排弃。排土机主要由受料臂、排土臂，履带走行、回转、机架、提升系统、电气系统等组成。根据采矿排土场布置要求，排土机主要技术指标如下：

排土机1台；

剥离物　 粒度<400mm，散容重1.77t/m3；

能　力4200m3/h （7500t/h）；

排土场：

上排高度15m，

下排高度30m，

台阶长度＞1600m；

排土带式输送送机

带宽1800mm，

带速5.6m/s；

排土臂长60m；

排土臂变幅角-6°～+12°；

受料臂长60m；

履带支撑

走行速度0~8m/min，

限制坡度1:20，

接地比压1.1kPa；

装机功率 1760kW；总重 1000t。

3.4　带式输送机

3.4.1　结构形式

根据半连续剥离系统使用要求，带式输送机的结构形式分为移置式、半固定式和固定式。为简便迅速移设，排土场工作面采用移置式带式输送机，位置需要移动的带式输送机采用半固定式结构，位置相对固定的带式输送机采用固定式结构。

排土工作面移动带式输送机机头驱动站和机尾站为滑橇式支撑结构，推土机牵引移设方式，中间架为双轨移设机拖拽移设。

半固定式带式输送机机头驱动站和机尾站为滑橇式支撑结构，推土机牵引移设方式，中间架为轨枕式支撑结构。

固定式带式输送机采用整体机头驱动站和机尾驱动站，滑橇式支撑结构，中间架采用固定式安装基础。

3.4.2　驱动方式

半连续剥离系统带式输送机运量大，距离长，露天布置，应采用带软起动和慢速驱动功能的驱动装置。为满足整体机头驱动站和机尾驱动站的结构布置，驱动装置为垂直轴布置，单点浮动支撑结构形式。

整体驱动站常用的驱动方式有变频驱动方式（变频电动机+联轴器+减速器）、普通驱动方式（电动机+液力偶合器+减速器）。

变频驱动技术先进，结构简单，功能齐全，有利节能。但控制系统价格高，是推广使用的障碍。目前，国内的中、低压变频驱动价格趋近合理，有广阔的应用前景。

另外，近年来电气软起动系统因其优越的起动性能目前在带式输送机上的应用在扩大。电气软起动系统具有起动平滑、速度可控、电气系统简单，控制方法灵活，可参与系统程控、电气设备维护量小，寿命长，备件便宜的优点。与绕线电动机驱动比较电气系统简单，减少了大量的电阻和电容柜空间，与变频驱动比较价格便宜，寿命长。

普通驱动方式的供配电和控制系统简单便宜，整体结构尺寸和重量大，在一般情况下通用。但是由于对起动时间有限制，不能实现慢速驱动，影象了应用的广泛性。针对这种需要，目前市场开发出了具有软起动和慢速驱动功能的ACCM软起动装置。

根据剥离系统的工作特性，设计选用变频驱动方式。设计推荐选用SEW或FLANDER减速器。

3.4.3　托辊组

移动式、半固定式带式输送机上托辊组采用35°槽角三节吊挂式托辊组，下托辊组采用10°二节梳形吊挂式托辊组，固定式带式输送机采用固定式35°槽角三节前倾上托辊组，10°V形下托辊组。

3.4.4　输送带

全部输送带采用耐寒、防粘型钢丝绳芯输送带。

3.5　基本参数

根据计算结果，剥离系统带式输送机主要技术参数见表1。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献

［１］张洪，贺永军，刘梅.露天煤矿剥离半连续开采工艺系统及其应用的研究[J].露天采矿技术，2013（1）.

［２］孙金龙.大型露天煤矿半连续工艺应用范围研究[D].中国矿业大学，2013.

［责任编辑：汤静］