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露天采矿排土桥、悬臂排土机工艺
2013-09-05
露天采矿排土桥、悬臂排土机工艺。
第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺    1.运输排土桥工艺 2.挖掘机悬臂排上机工艺 3.带排土悬臂的挖掘机工艺 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺 当土岩松软、矿层近于水平且赋存稳 定、没有较大断层时,采用排土桥和悬臂 排土机工艺,能将剥离物横跨采空区,以 最短的水平距离、很小的高差运入排土场。 这就极大地减少了运输费用,有效地提高 了露天开采的经济效益。这种工艺在民主 德国和苏联等已广泛使用,取得显著效果; 我国目前尚未使用,但存在着使用的前景 和可能。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 运输排土桥的 的使用情况。1975年,民主德国 由排土桥完成的剥离量占其总量的55.6%;与其他工 艺相比,经济效果显著(表11-1)。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 苏联也广泛应用排土桥工艺。一些苏制排土桥的 技术数据见表11-2。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 一、结构特征 运输排土桥主要由主桥和排土悬臂组成(图11-1)。 两者都是衍架结构,用来支设输送机、传动装置、转 载设备和排土设备。排土桥由两个走行架支承:一个 位于采掘侧,另一位于排土侧。支架在轨道上走行, 有时,为实现多平盘剥离,还附加一条副桥。副桥 一端支在主桥下,另一端支在由它服务的剥离平盘下。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 运输排土桥结构见下图: 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 经过大量的基础研究,民主德国已针对具体矿床 条件,研制了三种系列化的运输排土桥:F34,F45和 F60。采厚各为34m和45m的F34和F45型排土桥,分 两个台阶剥离,采掘设备和采掘侧支架同在一个工作 平盘上,排土侧支架则安装在超前排土场上(图11-2)。 采掘设备通过横向输送机与排土桥相连,该横向输送 机在轨道上走行。此外还有一条横向输送机,它一端 支在轨道走行架上,另一端支在采掘侧支架上。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 F60型排土桥采取三台阶剥离,有主桥和副桥。 采掘设备是Es3150型链斗挖掘机。钢结构由st45/60 型特种钢制成。共有21条胶带和18个转载点。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 二、采掘工艺 能否使用运输排土桥,决定性因素是矿床地质、 水文条件。主要是:矿床赋存平稳,近水平;矿田面 积大,以近圆形为宜;有一定比例的非粘性土,满足 排土场对土力学的要求;剥离厚度不过份大,保证排 土场安全。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 运输排土桥主要和链斗挖掘机配套作业。当同 一工作平盘有两台挖掘机时,可有两种配置方式: ( 1)两挖掘机配置在排土桥同一侧(图11-4),两 者最小间距决定于它们的 走行架的长度和安全距离。 这种布置方式,工作线平 行推进时很少见。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 ( 2)两台挖掘机分别配置在排土桥两侧(图11-4b), 两者最小间距决定于排土 桥和横向输送机的结构。 这种方式在露天矿只用一 架排土桥,工作线全部或 部分平行推进时采用 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 当两台采掘设备配置在同一平盘且在共同的轨道 上走行时,在台阶中部,两台设备的作业条件相同, 各采一半的土岩量;在端部则只有一台设备作业,排 土桥的运量减半。 从采掘和排土的配合上看,在工作线中部,建造 排土场只需考虑土岩松散系数和土岩量,可把土岩从 工作面以最短的距离运往排土场。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 排土场平均高度hp为: hp = H ⋅kg ⋅lC , m lp 式中 H——剥离厚度,m; kg——土岩松散系数; lC——采掘区长度,m; lp——所用排土场长度。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 主桥和副桥走行机构的交角,需按最不利的采掘 区段确定。在台阶端部,不论挖掘机如何配置,也不 论只作上采或交替上、下采,排土场高度都要有所增 加。如果把端部采掘量排在较长的排土区间,则排土 桥要以台阶端部为中心转动一定角度。在台阶端部, 上采台阶进行月牙形采掘。月牙形采掘量与上采台阶 高度、台阶瑞角和斗链架回转半径等有关(图11-5)。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 在台阶上,排上桥的采掘区段和移道区段是分开 的,以免互相影响,不论工作线平行或扇形推进都是 如此。但扇形推进时不可避免地要在初采工作线上作 业(图11-6)。因而这时最好的移道方式是一次长线路 和一次短线路交替进行移 设,第n与n+1次的移设面 积A, n与n+1之和,无论 m取何值都保持变。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 三、生产能力计算 排土桥生产能力的计算方法是根据时间利用率、 理论能力和挖掘系数等,按下式计算: n Q = trl ⋅η1 ⋅η2 Qli ⋅kwi ∑ i=1 式中 Q——排土桥工艺系统的生产能力,m3/a; trl——年日历小时数; η1 ——排土桥时间利用率; η2——采掘设备相对于排土桥的时间利用率; 3 Qli——第i台采掘设备的理论生产能力, m /h; kwi——第i台采掘设备的挖掘系数。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  运输排土桥工艺 四、排土桥主要参数 排土桥是一种复杂的 多构件结构,在设计中, 排土桥的结构重量难以准 确确定。图11-7表示排土 桥上部结构重量和支架跨 距的关系。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  挖掘机悬臂排上机工艺 一、发展与应用 挖掘机与悬臂排上机相结合的剥离工艺是和排土 桥工艺同时发展起来的。这种类型的设备最初于 1897年由吕贝克公司设计建造,用于德国一个粘土 矿。以后,陆续使用了与链斗挖掘机配套的悬臂排土 机,和与轮斗挖掘机相配套的剥离悬臂排土机组,该 机组的采、排设备安装在共同的走行架上,轨道走行; 开采厚60m的剥离层,悬臂长170m,不能转动。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  挖掘机悬臂排上机工艺 这种工艺在1945年以后得到系统的应用。进一 步发展为用履带迈步或轨道迈步走行、悬臂能转动、 用轮斗挖掘机采掘。图11-8表示几种轮斗挖掘机和悬 臂排土机相配合的机组方案。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  挖掘机悬臂排上机工艺 同一水平使用两套悬 臂式排土机见右图: 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  挖掘机悬臂排上机工艺 悬臂式排土机组所能开采的剥离厚度受到排土场 容积的限制。如果剥离厚度为H,采掘带宽度为A, 土岩在排土场的松散系数为Ks,则由悬臂排土机造成 所排土断面积Sp应保持: 2 Sp ≥ Ks ⋅ H ⋅ A, m 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  挖掘机悬臂排上机工艺 挖掘机和排土机的位置分布见图11-10: 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  挖掘机悬臂排上机工艺 二、采掘工艺 为了有效利用采掘排土机组,需要合理安排采排 工艺循环,并与采煤作业协调,有计划地提供必要的 排土空间。同时,运输机械的移设要不妨碍采排机组 和采煤设备的作业。这里,机组的排土过程起着特别 重要的作用。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  挖掘机悬臂排上机工艺 如果根据土岩性质,为保持排土场稳定需建立超 前排土场,则排土机要作垂直于工作线的移动,且悬 臂也要转动一定的角度。在堆排超前排土场上面的主 排土场时,悬臂与工作线垂直。主排土场上面成棱尖 形。因此,排土场的外形除取决于土岩性质外,还决 定于采宽。为有效利用采、排机组,还要保证工作线 端部有足够的排土空间,以全部收受采掘下来的物料。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  挖掘机悬臂排上机工艺 进行工作线中部和端部的采排,要求排土机、中 间桥和轮斗挖掘机相互平行走行,且各有相应的走行 速度:在排土空间较小处,加速排土机走行速度;反 之亦然。 对于赋存复杂的煤层,应置于煤层中间水平上, 煤层上部用斗轮,下部用链斗开采。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  挖掘机悬臂排上机工艺 采排机组作业时,开辟新采掘带的原则是减小设 备移动和充分利用端部排土空间。图11-11表示开辟 新采掘带的一种方案。挖掘机从工作线端部开始采入 新采掘带,走行路线只有100m的曲线半径。采入一 半宽度时,定行曲线反转,切入采掘带全宽。开始, 剥离物排入超前排土场,排土机也同时和中间输送机 支架一起以相应的曲线半径定行。采入作业绪束后, 挖掘机回过头来采到台阶端部。这时,排土机已向主 排土场排土。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺  挖掘机悬臂排上机工艺 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺 带排土悬臂的挖掘机工艺 在挖掘机上安装排土悬臂,直接把剥离物倒入采 空区的设想早已产生,例如德国早期的Beitersitz和 Meurostollen的两台作为排土桥的设备即是。前者是 链斗挖掘机上安装排土悬臂,后者是在轮斗挖掘机上 安期排土悬臂。 苏联也有这样的设福,其中之一是 在迈步式OLLIP型排土机上安装斗轮,另一则在 OLLIP型排土机上安装专门的轮斗挖掘机。 第十一章 连续工艺系统 — —排土桥、悬臂排土机工艺 带排土悬臂的挖掘机工艺 轮斗挖掘机加排土悬臂 的工艺见右图11-13
标签:  排土场 
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