第10章-连续工艺系统——轮斗挖掘机胶带工艺(改)课件

*,*,辽宁工程技术大学资源与环境工程学院,露天采矿学,返回目录,*,*,2024/8/9,1,第十章 连续工艺系统,轮斗挖掘机胶带工艺,101,概 述,102,开采参数,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,104,工艺系统计算（自学）,105,生产过程的集中控制与监视,2023/8/201第十章 连续工艺系统轮斗挖掘机胶带,2024/8/9,2,101,概述,一、国内外发展现状及趋势,1,、虽然间断开采工艺系统具有对地形埋藏条件、岩性、气候等具有广泛的适应性，但是其主要工艺环节的设备效率较低。从而影响了露天矿经济效益。针对间断开采工艺系统的缺点，自上世纪,30,年代发展起连续开采工艺系统，应用范围不断扩大。,德国、苏联、印度,等国家在松软土岩的褐煤露天矿广泛采用这种工艺系统。目前所使用的轮斗挖掘机的小时理论能力已达成,18145m,3,/h,（松方），实际生产能力达,24,万,m,3,/,日（实方），胶带输送机和胶带排土机的带宽达,3.2m,，轮斗挖掘机切割力已达：剪切割力,K,L,=2KN/cm,，面切割力,K,F,=14kg/cm,2,。胶带排土机卸载臂长达,150m,。,虽然连续开采工艺系统对岩性及气候适应性差，但是随着科学技术的不断发展和采取各种措施，这种开采工艺开采在硬岩（爆破）露天矿中以及气候寒冷地区的露天矿也得到了成功的应用。,在我国,云南小龙潭露天煤矿,，,准格尔黑岱沟露天煤矿,，平庄的,元宝山露天煤矿,都部分地采用连续工艺系统。,视频演示,2023/8/202101 概述一、国内外发展现状及,2024/8/9,3,101,概述,轮斗挖掘机胶带工艺,元宝山露天矿,2023/8/203101 概述轮斗挖掘机胶带工艺元,2024/8/9,4,101,概述,2,、发展趋势,（,1,）发展高生产能力系统；（日生产能力达,30,万,m,3,/,日（实方）,（,2,）发展高切割力和适应严寒条件下的轮斗挖掘机及长卸载臂排土机；,（,3,）发展燕尾式紧凑型轮斗挖掘机；,（,4,）发展横跨矿场的大规格桥式胶带输送机和高倾角胶带输送机。倾角,3060,，桥长达,168m,。,二、连续开采工艺系的特点、适用条件,优点：,（,1,）同样功率下，生产能力大。,一般为单斗挖掘机的,1.52.5,倍；,（,2,）同样生产能力下设备总重小。,一般为单斗挖掘机的,1/21/3,；,（,3,）单位产量（,m,3,）的能耗小。,轮斗挖掘机为,0.30.5kwh/m,3,，单斗挖掘机为,0.50.87kwh/m,3,。,2023/8/204101 概述2、发展趋势,2024/8/9,5,（,4,）剥离或采矿的成本低；,（,5,）易实现集中自动化控制；,（,6,）作业效率高。,缺 点：,（,1,）设备投资高；,（,2,）对物料块度，硬度有限制；,（,3,）作业机动性差；,（,4,）需设专门的辅助运输设备电路系统；,（,5,）要求系统有很高的可靠性，各环节之间紧密配合；,（,6,）受气候影响大。,101,概述,2023/8/205（4）剥离或采矿的成本低；101,2024/8/9,6,适用条件：,（,1,）以经济角度，目前连续开采工艺系统适用于物料硬度为,f12,的，其中切割阻力,K,L,100kg/cm,，,K,F,67kg/cm,2,。,（,2,）气候不过于严寒；,（,3,）矿层赋存较规整；,（,4,）物料中不含研磨性物料，或堵塞物的物料。,101,概述,按各生产环节设备的组合情况，连续开采工艺主要包括,轮斗铲,(,链斗铲,),带式输送机,排土机,;,多斗铲,运输排土桥,(,悬臂排土机,),；,带排土臂的轮斗铲等组合。,2023/8/206适用条件：101 概述 按各生产,2024/8/9,7,101,概述,轮斗铲,(,链斗铲,),带式输送机,排土机,1,、工艺环节构成,以露天煤矿为例，该矿采场内有,5,台轮斗铲作业，每台均需采煤或剥岩，排土场有内、外排土场各一处，每处均可供,3,台排土机作业，地面有贮煤装车系统，可按,剥离,及,采煤,两个生产工艺系统来分析其环节构成。,2023/8/207101 概述轮斗铲(链斗铲),2024/8/9,8,101,概述,剥离系统由以下环节构成,:,轮斗挖掘机采掘,胶带机运输,分流站对煤、岩进行分流并向地面干线胶带集载,外部（或内部）土场的排土机排弃。,采煤系统由以下环节构成：,轮斗采掘,胶带输送机运输,分流站对煤、岩进行分流并向地面干线胶带集载,储煤场上的堆料取料机进行储煤和取煤（若无必要储取，则继续向前运输）,坑口电站或向铁道车辆装车外运至用户。,2023/8/208101 概述剥离系统由以下环节构,2024/8/9,9,101,概述,1,、主台阶采一个采幅移一次带式输送机时的挖掘程序,轮斗挖掘机从已开完的切口的位置开始挖掘，至采完了一个采幅。,2023/8/209101 概述1、主台阶采一个采幅,2024/8/9,10,101,概述,1,、单一主台阶采一个采幅移一次带式输送机时的挖掘程序,受轮斗挖掘机连接桥最小长度（,7411m,）的限制，不能直接调头为下一个采幅做开切口，只能倒退至的位置做开切口。至开切口长度以能满足调头后轮斗挖掘机正常工作为宜，其宽度与采掘带宽度相同，轮斗挖掘机转弯半径为,80m,。开切口挖完后，带式输送机向工作面移设,30m,。至此，轮斗掘机已完成一个采幅的循环。胶带输送机移设后，轮斗挖掘机从开始采下一个采幅至位置。位置后又重复上述开且口的过程。,2023/8/2010101 概述1、单一主台阶采一,2024/8/9,11,101,概述,1,、单一主台阶采一个采幅移一次带式输送机时的挖掘程序,见图,C,，开切口挖完后，又将移设胶带输送机，至此，轮斗挖掘机又完成了一个挖掘循环。,2023/8/2011101 概述1、单一主台阶采一,2024/8/9,12,101,概述,2,、单一主台阶采两个采幅移一次胶带输送机时的挖掘程序,轮斗挖掘机从已挖完的开切口的位置开始，向的方向开始采掘，到的位置，即采完了一个采幅。,2023/8/2012101 概述2、单一主台阶采两,2024/8/9,13,101,概述,2,、单一主台阶采两个采幅移一次胶带输送机时的挖掘程序,轮斗挖掘机从位置倒退至的位置，开始挖第二个采幅的开切口，至位置后，调头向的方向开始采掘该采幅。,2023/8/2013101 概述2、单一主台阶采两,2024/8/9,14,101,概述,轮斗挖掘机采掘至的位置后，第二个采幅采掘完毕，调头向相反方向开始开挖第三个采幅的开切口，至的位置后，挖完开切口，胶带输送机向工作面移设,60m,。至此，两采一移一个采掘循环也已完成。,2,、单一主台阶采两个采幅移一次胶带输送机时的挖掘程序,2023/8/2014101 概述,2024/8/9,15,101,概述,3,、主台阶与下分台阶组合，采一个采幅移一次胶带输送机,主台阶与下分台阶组合一采一移开采方式见上图。轮斗挖掘机从已挖完的开切口的位置开始，向胶带输送机机头方向采掘。至的位置，采完该采幅。,2023/8/2015101 概述3、主台阶与下分台,2024/8/9,16,101,概述,轮斗挖掘机自的位置向机尾方向空行至的位置，并开挖下一个采幅的开切口，至的位置开切口挖完。轮斗挖掘机从的位置开始，调头向的方向采掘，将该采幅在开切口后部的部分挖掉，以空出足够的空间供轮斗挖掘机在主台阶与下分台阶之间调动行走的需要。至的位置，胶带输送机可向工作面移设,30m,。,3,、主台阶与下分台阶组合，采一个采幅移一次胶带输送机,2023/8/2016101 概述轮斗挖掘机自的位,2024/8/9,17,101,概述,在胶带输送机移设的同时，轮斗挖掘机自的位置经三次折返后空行至的位置。待带式输送机移设完毕后，开始向的方向采掘下分台阶斜坡道的上三角。,3,、主台阶与下分台阶组合，采一个采幅移一次胶带输送机,2023/8/2017101 概述 在胶带,2024/8/9,18,101,概述,3,、单一主台阶采两个采幅移一次胶带输送机时的挖掘程序,至,7,的位置后，轮斗挖掘机调头空行至的位置，采掘该斜坡道的下三角。至的位置后，轮斗挖掘机需调头空行至的位置（即原来,7,的位置），继续将下分台阶该采幅采掘完毕。,2023/8/2018101 概述3、单一主台阶采两,2024/8/9,19,101,概述,3,、单一主台阶采两个采幅移一次胶带输送机时的挖掘程序,至的位置后，轮斗挖掘机调头沿斜坡道空行至胶带输送机所在平盘，经两次折返后进入主台阶开切口的位置，准备开始下一个采幅的采掘工作。至此，主台阶与下分台阶组合时一采一移的挖掘程序一个循环业已完成。,2023/8/2019101 概述3、单一主台阶采两,2024/8/9,20,101,概述,4,、主台阶与下分台阶组合，采两个采幅移一次胶带输送机,轮斗挖掘机自己挖完的开切口的位置开始挖掘，至的位置后，第一个采幅采掘完毕。,2023/8/2020101 概述4、主台阶与下分台,2024/8/9,21,101,概述,4,、主台阶与下分台阶组合，采两个采幅移一次胶带输送机,至的位置后，轮斗挖掘机倒退空行至的位置，开始挖第二个采幅的开切口，至的位置，开切口挖完，轮斗挖掘机调头开始采掘第二个采幅。,2023/8/2021101 概述4、主台阶与下分台,2024/8/9,22,101,概述,4,、主台阶与下分台阶组合，采两个采幅移一次胶带输送机,至的位置后，轮斗挖掘机调头开挖第三个采幅的开切口。至的位置，开切口完成，轮斗挖掘机从胶带输送机尾部经两次折返沿斜坡道至下分台阶平盘的位置。这时，受连接桥长度的限制，胶带输送机还不能向前移设，否则轮斗挖掘机将不能挖掘上述斜坡道的位置。,2023/8/2022101 概述4、主台阶与下分台,2024/8/9,23,101,概述,4,、主台阶与下分台阶组合，采两个采幅移一次胶带输送机,从的位置开始，轮斗挖掘机调头后将斜坡道采掉至的位置，然后倒退空行至的位置，并从该处向的位置挖掘下分台阶第一个采幅的开切口。由于受胶带输送机所在位置的制约，该开切口只能挖,15m,宽，这时胶带输送机中心线至下分台阶在开切口部位的坡顶只有,10m,的距离。至的位置后，将胶带输送机向工作面移设,60m,。,2023/8/2023101 概述4、主台阶与下分台,2024/8/9,24,101,概述,4,、主台阶与下分台阶组合，采两个采幅移一次胶带输送机,胶带输送机移设后，轮斗挖掘机从的位置继续向按,15m,的采幅宽度采至端帮的位置，然后调头空行至的位置，开挖该采幅剩余,15m,宽的开切口，到的位置，该采幅的开切口才最终挖完。,2023/8/2024101 概述4、主台阶与下分台,2024/8/9,25,101,概述,4,、主台阶与下分台阶组合，采两个采幅移一次胶带输送机,自的位置，轮斗挖掘机调头向回采掘至的位置，将开切口后部剩余的,15m,宽度采掉。以的位置调头空行至的位置（即原的位置），向,的方向接续上述两次开切口合并后的位置将该采幅采完。,2023/8/2025101 概述4、主台阶与下分台,2024/8/9,26,101,概述,4,、主台阶与下分台阶组合，采两个采幅移一次胶带输送机,至,的位置后，轮斗挖掘机倒退空行至,&,的位置，向前开挖下分台阶第二个采幅的开切口。至*的位置开切口挖完后，调头开始挖掘第二个采幅，采至,(,的位置，轮斗挖掘机在该采幅内向主台阶所在平盘作斜坡道升至,),的位置，然后从胶带输送机尾部经两次折返后进入主台阶开切口的位置。至此。主台阶能与下分台阶能组合两采一移挖掘程序的一个循环业已完成。,2023/8/2026101 概述4、主台阶与下分台,2024/8/9,27,102,开采参数,轮斗挖掘机胶带输送机开采参数主要有,H,、,A,、,L,C,、,B,、,V,一、台阶高度（,H,）,轮斗挖掘机既可采用单台阶开采，也可采用组合台阶开采。,组合台阶：几个相邻的台阶划归为一组，由一台轮斗挖掘机进行自上而下顺序开采的作业方式。,一台轮斗挖掘机服务（挖掘）,34,个台阶。通过转载机将上、下水平的物料转载到中间台阶的工作面胶带机上。,优点：,2023/8/2027102 开采参数 轮斗挖掘,2024/8/9,28,h=h,1,+h,2,+h,3,（,m,）,102,开采参数,组合台阶的组合方式常用以下两种：由三个上挖台阶组成；由两个上挖台阶，两个下挖台阶组成。,（一）台阶高度,h,值的确定,1,、由三个上挖台阶组成时最上第一个台阶为,主台阶,，第二个台阶为,上分台阶,，第三个台阶为,下分台阶,，胶带输送机位于下分台阶顶盘上。,（,1,）主台阶,h,1,主要应考虑两个因素,（,a,）一是轮斗挖掘机允许上挖高度限制,h,1,h,ws,（,m,）与切实可行线方式有关,（,b,）二是台阶的稳定性，由于轮斗挖掘机上挖高度较大，且挖掘台阶多为软岩，必须验算台阶稳定性。,2023/8/2028h=h1+h2+h3（m）102,2024/8/9,29,（,2,）上分台阶,h,2,主要应考虑以下因素：,A,、轮斗挖掘机允许的上挖高度限制：,h,2,h,ws,（,m,）,B,、转载机允许的高度（用图解法确定,h,2,）,C,、考虑台阶稳定性,（,3,）下分台阶,h,3,主要考虑因素：（同,h,2,）,在轮斗挖掘机及转载机规格一定条件下，,h,2,与,h,3,值考虑转载机限制时的的确定步骤为：,步,1,：选择采掘顺序。主要应留出轮斗挖掘机上、下平盘时的坡道，要利于开切口作业和轮斗挖掘机、转载机的调转。,步,2,：确定工作平盘宽度。,步,3,：选择典型位置，用图解法确定,h,2,、,h,3,。,102,开采参数,2023/8/2029（2）上分台阶h2主要应考虑以下因,2024/8/9,30,2,、由,2,个上挖台阶共,4,个分台阶组成组合台阶时,h=h,1,+h,2,+h,3,+,h,4,（,m,）,（,1,）上挖台阶高度,h,1,主要考虑因素（同上,h,1,）,A,、,h,1,h,ws,B,、台阶稳定性,（,2,）下挖台阶高度,h,2,主要考虑因素有,A,、挖掘机下挖深度,h,2,h,ws,(m),B,、转载机限制（用图解法）,C,、台阶稳定性,（,3,）上挖台阶高度,h,3,确定因素,A,、上挖高度,h,3,h,ws,(m),B,、转载机限制（用图解法）,C,、台阶稳定性,（,4,）下挖台阶高度,h,4,确定因素,A,、,h,4,h,ws,B,、台阶稳定性,102,开采参数,2023/8/20302、由2个上挖台阶共4个分台阶组成组合,2024/8/9,31,式中,102,开采参数,当各台阶轮斗挖掘机年能力一致时，,H,i,与,L,i,成反比。而随采场深度增大，其工作线长度,L,i,变小，组合台阶高度应增大，并依此选择轮斗线性尺寸。,（二）组合台阶划分位置及划分方式,1,、在露天矿坑布置轮斗挖掘机，采用组合台阶时，应根据每台轮斗挖掘机实际生产能力及工作线长度，确定每台轮斗挖掘台应承担的挖掘高度,H,i,。,采矿工程要求每个台阶推进速度一致，即：,2023/8/2031式中102 开采参数,2024/8/9,32,102,开采参数,2,、考虑轮斗挖掘机理论小时能力与线性尺寸的最佳配合，包括转载机的合理参数；,3,、对多种方案（不同轮斗挖掘机台数，不同的生产能力，不同的线性尺寸）进行开采技术条件（三组合或四组合）与经济效果的全面比较，反复选取验算，而确定最佳方案。,（三）台阶高度的过渡,对具有一定倾角的矿体，为了加快基建速度，可选采用单斗挖掘机汽车开采工艺进行基建，或用轮斗挖掘机在基建期用低台阶高度主台阶开采，以便使全部轮斗挖掘机尽快投入使用。这样，建设时期台阶高度较低，需逐渐向高台阶级过渡，调整台阶高度的方法有：,1,、顺序过渡法,自上台阶至下台阶逐个增大台阶高度，如图,10-4A,所示,2023/8/2032102 开采参数2、考虑轮斗挖,2024/8/9,33,特点：这种方法，使上下不平过渡的横向坡度,i,不相同，下部台阶层,i,大于上部台阶,i,值。这就引起上部台阶过渡的平均高度较相应位置的下部台阶要大，使推进速度不一致，致使整个过渡期较长。,2,、递序过渡法,自下台阶至上台阶逐个增大台阶高度，如图,10-4B,所示。,102,开采参数,2023/8/2033特点：这种方法，使上下不平过渡的横向坡,2024/8/9,34,102,开采参数,二、采掘带宽度,A,影响因素,1,、轮斗挖掘机规格及平面自由切割角；,2,、轮斗挖掘机作业方式；,3,、胶带移设次数及轮斗挖掘机行走；,4,、新工作面开切口工作量；,5,、选采要求及经济效益比较。,2023/8/2034102 开采参数二、采掘带宽度,2024/8/9,35,三、工作线长度,lg,一般来说，采区长度就是工作线长度。因此工作线长度,lg,与露天矿采场长度有关。,根据外国经验，,lg,一般为,小中型矿,lg=12km,大型矿,lg=23km,特大型矿,lg=35km,确定台阶工作线长度的实质是与确定开采境界、采区划分、首采区选择及开采顺序等密切相关的。应与基建工程量，排卸量、运距、总平面布置，开拓运输系统等巨大问题联系起来考虑。,102,开采参数,2023/8/2035三、工作线长度lg102 开采,2024/8/9,36,影响因素：,长工作线的优点：,1,、工作面胶带输送机移设次数。,L,g,长,移设次数少。,2,、端帮胶带接长的次数。,3,、新工作面开切口工作量及轮斗挖掘机升降走行量。,短工作线的优点：,4,、可减少胶带输送总长及运距；,5,、可减少外部排土场的容积及其基建工程量；,6,、便于选用拉架较小的单段驱动的工作面胶带输送机。,102,开采参数,2023/8/2036影响因素：102 开采参数,2024/8/9,37,102,开采参数,四、工作平盘宽取,B,式中,（,m,）,1,、当平盘上不设胶带机时,B=A+E,（,m,）,2,、平盘不作业时,B=E,或,B=D+E,（,m,）,3,、当平盘上设有胶带机，两侧需设转载机时：,B=B,min,+e,1,+e,2,（,m,）,式中,e,1,、,e,2,转载机与胶带机中心线距离（,m,）,2023/8/2037102 开采参数四、工作平盘宽,2024/8/9,38,4,、实际工作平盘宽度,B,还应考虑上下斜坡道影响及轮斗挖掘机，转载机上下调动走持时所需要的平盘宽度。,五、工作线推进速度,V,合理确定水平推进度,V,的因素,1,、采矿产量的要求，必须满足采矿产量的要求,2,、工作面胶带移设次数，一般以,46,次,/,年为宜，移设次数太多，影响设备效率,3,、矿体倾角,对,V,的影响。,（,1,）对于水平矿体，,V,剥,=V,采,（,2,）对于倾斜的矿体（倾角为,）,102,开采参数,2023/8/20384、实际工作平盘宽度B还应考虑上下斜坡,2024/8/9,39,一、工艺系统的环节构成,如图所示，轮斗挖掘机胶带输送机工艺系统由,轮斗挖掘机,、,胶带输送机,、,分流系统,、,胶带排土机,、,储煤及装车系统,、,转载机构成,。,（一）轮斗挖掘机向工作面移动式胶带输送机装载形式：,1,、,直接装载,不需要转载设备；,直接利用设于工作面胶带机上的漏斗车进行装载。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2039一、工艺系统的环节构成103,2024/8/9,40,一、工艺系统的环节构成,如图所示，轮斗挖掘机胶带输送机工艺系统由,轮斗挖掘机,、,胶带输送机,、,分流系统,、,胶带排土机,、,储煤及装车系统,、,转载机构成,。,（一）轮斗挖掘机向工作面移动式胶带输送机装载形式：,1,、,直接装载,不需要转载设备；,直接利用设于工作面胶带机上的漏斗车进行装载。,优点：,转载环节少。,缺点：,（,1,）转载时对中较困难；,（,2,）轮斗挖掘机与胶带输送机之间要保持严格的间距，不能过大，作业灵活性差。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2040一、工艺系统的环节构成103,2024/8/9,41,一、工艺系统的环节构成,如图所示，轮斗挖掘机胶带输送机工艺系统由,轮斗挖掘机,、,胶带输送机,、,分流系统,、,胶带排土机,、,储煤及装车系统,、,转载机构成,。,（一）轮斗挖掘机向工作面移动式胶带输送机装载形式：,1,、,直接装载,不需要转载设备；,直接利用设于工作面胶带机上的漏斗车进行装载。,优点：,转载环节少。,缺点：,（,1,）转载时对中较困难；,（,2,）轮斗挖掘机与胶带输送机之间要保持严格的间距，不能过大，作业灵活性差。,适用：,小型轮斗挖掘机单台阶采掘作业。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2041一、工艺系统的环节构成103,2024/8/9,42,2,、悬臂转载机装载,用于轮斗挖掘机与工作面胶带输送机之间的悬臂式转载机装载。,优点：,（,1,）工作面胶带输送机移设步距加大；,（,2,）可用于组合台阶，使采掘总高度加大；,（,3,）当采掘工作面胶带由两条以上胶带机串联而成时，越过其搭接部位（死区）时装载方便；,（,4,）轮斗挖掘机与工作面胶带机的作业位置较为灵活。,缺点：,（,1,）悬臂式转载机向漏斗车装载时，对中困难；,（,2,）转载环节多。,适用：,中小型轮斗挖掘机在组合台阶上作业。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/20422、悬臂转载机装载用于轮斗挖掘机与,2024/8/9,43,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,3,、连接桥装载,利用轮斗挖掘机带有的连接桥向工作面胶带机装载，由司机在履带车架上及时调整机头位置，向工作面胶带对中装载。,优点：,（,1,）工作面移动式胶带输送机移设步距大；,（,2,）组合台阶总采掘高度大；,（,3,）轮斗挖掘机与胶带输送机位置灵活；,（,4,）装载时对中较准确。,缺点：,（,1,）轮斗挖掘机在组合台阶中，上下调动不方便；,（,2,）机组总重量大。,适用条件：,大中型轮斗挖掘机在组合台阶中作业。,2023/8/2043103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,44,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,（二）排土场移动式胶带输送机向胶带排土机卸料设备：,大多采用双滚筒卸料车（,如图,10-10,）并带有平面可回转悬臂式转载胶带。,2023/8/2044103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,45,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,（二）排土场移动式胶带输送机向胶带排土机卸料设备：,大多采用双滚筒卸料车（,如图,10-10,）并带有平面可回转悬臂式转载胶带。,优点：,（,1,）排土机作业机动灵活；,（,2,）排土场胶带输送机移设较为方便；,缺点：,卸料车机体重量大,适用条件：,（,1,）大中型排土机排土时，采用带有可回转悬臂转载胶带双滚筒的卸料车；,（,2,）中小型排土机排土时，一般采用双滚筒卸料小车卸载。,排土机排土视频,2023/8/2045103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,46,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,排土机排土,元宝山露天矿,2023/8/2046103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,47,（三）分流系统,一个露天矿有若干个胶带运输水平，而且在某些水平上煤岩并存，不同物料需按照一定要求运往各自的排卸点。这就是需要,在适当地点设置胶带货流分配系统，以调整干线胶带运输系统的煤岩流向及流量,，并调整干线胶带运输系统的平衡，提高环节设备利用率和矿山经济效益。,1,、分流设备,常用的分流设备有：岔槽式、悬臂回转式及滚筒台车式三种。,2,、分流系统类型,分为,集中分流,和,分散分流,两大类。,（,1,）集中分流,集中分流站位置：一般,设在露天采场出口附近,。其平面位置及标高的确定要综合考虑整个运输系统的合理布局，内部与外部排土场的运量和运距等因素。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,元宝山露天矿分流系统,2023/8/2047（三）分流系统103 轮斗挖掘,2024/8/9,48,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,元宝山露天矿分流站,2023/8/2048103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,49,优点：分流设备固定；,可集中一次建成；,服务时间长；,胶带输送机数量少，节约投资；,利于管理，易于实现集中控制；,需要的人员及辅助设备少。,缺点：对于内排剥离物，随工作线的推进，剥离物需作上提再下放的反向运输损失逐渐增大；（当矿层倾角较大时，更突出）,集中分流站内分流设备相互影响大，分流站发生故障后，将影响整个系统的作业；,当集中分流站须移动时，移设工作量大，时间长。,适用条件：一般用剥离物完全外排，及内排反向运输损失不大的露天矿。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2049优点：分流设备固定；103,2024/8/9,50,（,2,）分散分流,分散分流位置：一般设于工作面胶带输送机和同半固定或固定干线胶带输送机转载处。,优点,：随露天开采，可相应分期建成分流站，初期工程量小；,以外排转向内排后，基本没有反向运输损失。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2050（2）分散分流103 轮斗挖掘,2024/8/9,51,（,2,）分散分流,分散分流位置：一般设于工作面胶带输送机和同半固定或固定干线胶带输送机转载处。,缺点,：分流站干线胶带输送机的功率按露天矿最终开采深度时，即最大工作量计算的，因此在达到最大开采水平之前的、较长时间内，部分不使用的胶带机处于空转状态。浪费电能，增加磨损；,转为内排时，分流站干线系统要进行改造；,分流站分散在各个水平，人员多，管理不方便，实现全矿集中控制困难；,分流站与各条倾斜胶带输送机连接，维修不方便；,适用条件：露天矿时期采剥量变化不大时；以及采用集中分流及向运输（内排）损失较大时。,（,3,）混合分流方式,：一般为矿坑上部集中分流，下部分散分流。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2051（2）分散分流103 轮斗挖掘,2024/8/9,52,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,3,、典型分流系统示例分析,（,1,）,图,10-12,（,a,）,为端帮分流系统,适用：一般适用于开采的台数不多，煤岩不混杂，具有明显的采煤台阶和剥离台阶条件下。,优点：各水平胶带输送机保持一定的独立性。,缺点：随工作线推进，端帮干线胶带需不断接长，影响效率。为减少接长次数，可采用挖端帮超前沟的办法。,2023/8/2052103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,53,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,3,、典型分流系统示例分析,（,2,）,图,10-12,（,b,）,为对角分流系统,在干线采掘的一侧设分散分流站。,适用：一般适用于赋存条件简单，工作帮工作线采用扇形推进，内排土时。,优点：避免了端帮干线胶带需定期接长问题；,基本不存在内排反向运输损失；,缩短了干线胶带输送机长度和内排运距,缺点：剥采作业复杂化。,2023/8/2053103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,54,4,、分流站内部分流设备布置（卸料点数目，移位行程）,主要应考虑：,采运排生产系统和可靠性，确保生产系统正常运转；,分流站设备的利用率；,采运排设备的利用率；,各部分相互影响小。,如图,10-13,分流站布置示意图分析,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/20544、分流站内部分流设备布置（卸料点数目,2024/8/9,55,图为服务于八台轮斗铲的分流站示意图。煤和岩石由相应的胶带机送到分流站，有两条运煤胶带机通向贮煤场，分流之后，四条胶带机将土岩运至相应的排土机。集中分流站使每条来料胶带机均可向两条运煤胶带机卸料，使煤炭生产系统可靠性最大。每条来料胶带机向四台排上机中的三合供料，上部四台轮斗铲向,A,1,、,A,2,、,A,3,排上机供料，下部四台轮斗铲向,A,2,、,A,3,、,A,4,号排土机供料。这就使在分流站前的任何一个采、运生产系统或分流站后的任何一个运、排生产系统的作业停顿，都不会影响全矿的生产计划任务均衡地完成，并使分流站设施的利用率较高,。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2055 图为服务于八台轮斗铲的,2024/8/9,56,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,（四）储煤及装车系统,为使露天矿向用户提供定量均质的煤炭，可设置地面储煤场。需用堆料设备和取料装车设备进行堆料和向用户运输设备装车。,其主要作用：调解用户对煤的需求与露天矿生产煤炭产量这间的矛盾；,缓冲二者由于发生故障或其它原因产生的波动。,1,、储煤及装车设备,堆料机,基本结构同悬臂式胶带排土机。一般为轨道走行；,斗轮取料机,实为切割力较小的斗轮挖掘机（轨道走行式），这种取料机再增加一些附属机构,来料胶带与轮斗臂胶带间的接送设施，就可变为堆取料机。,滚筒式取料机,在中空的大滚筒外壳圆周上安装许多勺斗，筒内有一条胶带沿轴向运转，可与滚筒外端部胶带衔接。,2023/8/2056103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,57,点装车设备,由来大型胶带,AB,，装车胶带,CD,，回煤胶带,MN,。地坑漏斗,G,，滑动带鞍座,EF,组成。（图,10-14,）,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2057点装车设备由来大型胶带AB，装车,2024/8/9,58,线装车设备,即在斗轮取料机的机体下部走行轨道中间通过铁道列车，沿煤堆轴向边挖取边装车，即在储煤场全长范围的铁路线上均可装车。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2058线装车设备即在斗轮取料机的机体下,2024/8/9,59,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2,、储煤及装车系统设计,储煤量的确定,主要取决于以下因素：,（,1,）露天矿产量规模；运输条件；用户要求的均衡供煤的数量和产量；,（,2,）矿区气候条件及主要设备检修和故障对露天矿生产的影响点数；,（,3,）煤炭的自燃发火周期及允许的煤堆高度；原煤品种质量及混合配煤的要求；储煤场地面积等。,储煤量一般为几天的煤产量。如罗马尼亚罗维纳里矿芪,6,个露天矿，容量为,58,天的设计产量；安太堡露天矿容量是,414,天设计量；抚顺西露天矿容量为,23,天。原西德设计的元宝山露天矿贮煤场容量为,15,天产量。,现行,煤炭工业设计规范,规定一般为,37,天设计产量。,2023/8/2059103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,60,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,储煤场类型,胶带机配栈桥式,沿储煤场全长建一高架栈桥，由胶带机把煤运上去，用卸料器卸煤。,点落煤的圆锥储煤堆,（如安太堡矿）、仓式储煤,（如抚顺）、圆型储煤场,、条形储煤场,二、各环节设备和生产能力的匹配,（一）应按以下的匹配原则考虑：,设备选择以采掘为中心，,以轮斗挖掘机的选型,为工艺系统各环节的计算基础；,能力匹配均,以小时能力,为基础；,胶带输送机组成的运输系统以及采运排工艺系统中，各环节的能力应保证后继环节能力不限制先行环节能力的发挥，即：,Q,采,Q,运,Q,排,2023/8/2060103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,61,（二）轮斗挖掘能力与线性的确定：,主要取决于采剥总量及开采深度（或工作帮最大高度，工作台阶总高度），主要参数如挖掘高度,H,，斗容,E,，小时生产能力,Q,L,，切割力,K,L,。,1,、根据地质、气候条件、岩性,确定适合轮斗工艺开采最大深度,H,max,，即露天矿最大发展时期的开采深度，这一时期前后轮斗台数均小于最大发展时期。,2,、根据开采境界范围和要求年产量,A,P,，并考虑工作面胶带合理移设周期（,46,次,/,年），,初步确定采掘工作线年推进速度,V,推,（,m/a,）。,3,、估计工作线平均长度（,L,），并设定组合台阶高,H,组,，,初步定出每台轮斗铲每年需完成工程量,Q,年,=H,组,LV,推,m,3,/a,4,、,所需轮斗挖掘机台数：,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2061（二）轮斗挖掘能力与线性的确定：10,2024/8/9,62,同时考虑轮斗铲开采最大深度与组合台阶高度关系：,随,Q,年,与,H,组,不同，则有不同台数,N,，一般均列出两个以上不同台数方案进行比较。,一般地，采用台数多，胶带及辅助设备数量也多，煤岩分采效果好，设备故障对全矿生产影响较小，但投资及经营费用要高，同时还要考虑轮斗铲本身结构优化（生产能力线性尺寸最优配合）问题。,5,、,估计轮斗铲在本矿条件下实际年工作小时数,T,WSH,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,或,2023/8/2062同时考虑轮斗铲开采最大深度与组合台阶高,2024/8/9,63,6,、,确定轮斗铲小时实方有效能力,：,7,、,估算轮斗铲理论能力,式中，,K,：生产能力有效系数，考虑到（松散系数，满斗系数，挖掘时间利用系数）,K0.50.6,。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,8,、,初定线性尺寸,：,根据已定,H,组,值，参考,Q,L,与上挖高度关系，来定出上挖高度,H,1,，再根据转载机结构类型、尺寸，初定上分台阶,H,2,，及下分台阶,H,3,。,2023/8/20636、确定轮斗铲小时实方有效能力：7、估,2024/8/9,64,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,9,、,选择轮斗铲主要部件结构、材料,斗轮卸料方式（有格、无格、离心式卸载、端面卸载）、勺斗形式，转载机构形式，受力部件材质，均适应地质气候条件及开采技术要求。,10,、,估算设备重量,根据切割阻力,K,L,估算斗轮挖掘力，考虑挖掘高度及理论能力，根据公式估算重量。,（三）胶带输送机能力,主要的系数为,带宽,和,带速,。,1,、胶带输送机（工作面）能力应满足,式中,2023/8/2064103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,65,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,式中,2,、干线集载胶带输送机,Q,d,干,=Q,d,n,k,（,t/h,）,（四）排土机能力及台数,单台排土机能力,Q,p,为：,Q,p,=Q,d,n,k,（,t/h,）,n,值实际上是反映了轮斗铲与排土机能力匹配的比例系数。,运岩干线胶带数目要考虑采用的排土机台数。而排土机台数又与轮斗铲的数目密切相关，两者的数量匹配时露天矿设计中的重要问题,Q,d,工作面胶带机能力,n,工作面胶带参数,k,能力波动系数，一般,k=0.840.9,，,k=k,d,k,t,=1.2,（,0.70.75,）,2023/8/2065103 轮斗挖掘机胶带工艺的环,2024/8/9,66,（五）轮斗挖掘机与排土机总台数的匹配原则是：,表土层，一般采运排自成系统；,剥离作业中，应统一考虑采用同型设备，以利维修；,排土数量要适当。大型轮斗铲由于胶带能力所限，排土机台数往往与轮斗铲一致。国外全部（或主要）使用轮斗工艺的露天煤矿，一般排土机总台数为,2,5,台。个别矿为,6,8,台。轮斗铲与排土机的台数比例一般为,2,：,1,或,5,：,3,，少数为,1,：,1,，个别也有,3,：,1,的。,103,轮斗挖掘机胶带工艺的环节配合,2023/8/2066（五）轮斗挖掘机与排土机总台数的匹配原,