露天礦連續工藝系統的移設技術

孫 曉

中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司 遼寧沈陽 110015

隨 著我國露天采礦技術的發展，以輪斗—帶式輸送機—排土機為代表的連續工藝系統已在露天煤礦不斷得到應用。目前，云南小龍潭、準格爾黑岱溝[1]、平莊元寶山[2]、霍林河南露天等露天煤礦均采用了這種連續開采工藝。在露天礦的開采過程中，為了滿足采掘工作面和排土工作面的推進要求，整個連續工藝系統的設備要隨之跟進移設。由于移設作業期間系統要全線停產，故而移設作業所耗時間，即移設作業效率會直接影響露天礦的采剝生產[3-4]。在以往的移設作業中，經常會有鋼軌斷裂、轉載點定位不準確、移設后帶式輸送機跑偏等現象發生，導致移設作業效率過低。因此，總結經驗教訓，合理地安排移設程序，有效地組織人力、物力，順利地完成移設作業，避免發生上述問題而造成返工，對于縮短停產時間，提高工藝系統的生產效率，具有重要的現實意義。

1 移設作業的基本內容

輪斗—沿坑帶式輸送機—排土機連續工藝系統的典型布置如圖 1 所示，其移設作業具有代表性，筆者以此為基礎，結合國內外的移設作業經驗，探討和總結連續工藝系統的移設技術。

圖1 輪斗—沿坑帶式輸送機—排土機連續工藝系統典型布置Fig.1 Typical layout of continuous mining process involving wheeled bucket,belt conveyor alone pit and spreader in sequence

輪斗—沿坑帶式輸送機—排土機連續工藝系統的移設作業主要包括如下幾項基本內容：

(1) 移設前的準備工作；

(2) 采掘工作面帶式輸送機的移設；

(3) 排土工作面帶式輸送機的移設；

(4) 端幫聯結帶式輸送機的移置；

(5) 帶式輸送機線路上設備的移動；

(6) 移設后的調整和試運行。

2 移設前的準備工作

帶式輸送機新線路的地基應很好地進行平整、壓實，必要時要鋪墊碎石子，以免中間架鋼枕下陷而影響帶式輸送機的正常運行，也便于以后的移設。對于采掘和排土工作面帶式輸送機移設所經過的地面應進行徹底清理，防止出現障礙物影響移設作業。帶式輸送機新線路必須經過測量并放線釘樁，木樁間距可按 1 個中間架單元長度來確定。這些木樁不要突出地面，以免妨礙移設作業。另外，可根據中間架鋼枕的長度在中心樁的兩側劃出 2 條平行線，用來檢查和調整中間架的最終位置。機頭站、機尾站及各自的錨固裝置也都要劃線定位，錨固坑可預先挖好。一定要做好邊坡的護理工作，尤其是排土工作面臺階，防止滑坡事故發生。檢查、修理中間架鋼軌間的聯接，鋼軌與鋼枕間的聯接，以免在移設時發生鋼軌聯接處魚尾板斷裂或鋼軌脫離鋼枕。上述準備工作應盡可能在系統停產前完成，最大限度地縮短系統的移設停產時間。

在系統停產之后，應立即將輪斗、排土機和轉載機 (皮帶車 A) 和半固定轉載機 (皮帶車 B) 調往各自帶式輸送機的移設范圍之外，將電纜車/漏斗車和卸料車調到各自帶式輸送機機尾處，移走所有影響移設作業的輔助設備。切斷電源，解除張緊，放松輸送帶，拆除錨固裝置，移設設備進入工作狀態，對連續工藝系統設備全面進行移設。移設作業所需的設備主要為移設機、履帶車、推土機、絞車、吊車和平板車等，此外，必須配備 1 臺指揮運輸車。

3 采掘 (排土) 工作面帶式輸送機的移設

采掘 (排土) 工作面帶式輸送機一般為移置式帶式輸送機，機頭站[5]采用滑橇式或馱運式，中間架一般為單軌或雙軌移置式。

3.1 機頭站和機尾站的移設

機頭站和機尾站的移設必須與中間架的移設同步進行，該項作業由履帶車馱運或推土機拖拽完成，履帶車的載質量和推土機的牽引力應根據機頭站或機尾站的質量確定。待機頭站和機尾站到達指定位置后，由吊車將錨固裝置放入各自的錨固坑中，然后安裝、埋設。

3.2 采掘 (排土) 工作面帶式輸送機中間架的移設

采掘 (排土) 工作面帶式輸送機中間架一般為單軌或雙軌移置式，其移設通常由移設機來完成。帶式輸送機經過長時間的運行之后，中間架鋼枕會牢牢地黏結在地面上，尤其是經過一段雨季后，鋼枕與地面間的黏結會更加牢固，所以移設作業的第一步主要是將鋼枕與地面松動分離。一般來講，初次移設時，移設機應使用如下移設參數：

移設速度 v=2～3 km/h；

提起高度 H=0.15 m；

移設步距 W=0～0.2 m。

在此之后，移設機進入正常移設狀態，這時的移設參數為：

移設速度 v=8～10 km/h；

提起高度 H=0.2 m；

移設步距 W=0.5～1.5 m。

對于雙軌移置式帶式輸送機，移設步距不應超過1.0 m；對于單軌移置式帶式輸送機，移設步距不應超過 1.5 m。

在接近帶式輸送機新線路時，移設步距應適當減小，以便中間架能很好地調直。如果中間架參差不齊，可用移設機局部移設或用推土機推土板頂推協助調整。

移設中間架時經常會發生的幾種情況及解決的辦法如圖 2 所示。

圖2 帶式輸送機的移設過程Fig.2 Relocation process of belt conveyor

(1) 在正常情況下，移設機沿中間架線路單方向運行一次，中間架會產生一定的縱向錯位。如果移設機以相同的移設參數來回運行，中間架的縱向錯位就會抵消 (見圖 2(a))。

(2) 由于中間架各部分的縱向錯位不均，可能會發生中部隆起的情況。通過有目的地在中間架隆起處開始向兩端移設，可將中間架中的“余量”問題解決(見圖 2(b))。

(3) 與 (2) 恰好相反，可能會發生中間架中部鋼軌張力過大，使魚尾板拉壞的情況。此時，可通過從兩端只到達中間架中部的移設來緩解 (見圖 2(c))。

(4) 如果有意使中間架產生一個較大幅度的縱向錯位，可通過移設機沿中間架線路單一方向多次運行來實現 (見圖 2(d))。

值得注意的是，在寒冷的冬季移設中間架，首先要清理每根鋼枕上面凍結的物料，然后由移設機來松動凍結在地面上的鋼枕。具體的作業方法是：用移設機將鋼軌提起，沿中間架線路運行 2、3 次，使所有凍結的鋼枕脫離地面，然后再進行正常的移設作業。

4 端幫聯結帶式輸送機的移置

端幫聯結帶式輸送機的機頭站、機尾站和中間架一般均為半固定式，機頭站和機尾站由履帶車馱運或由推土機拖拽移設，中間架則由吊車和平板車運輸。

根據采掘工作面和排土工作面推進進度的安排，端幫聯結帶式輸送機的移置有以下 3 種情況。

(1) 采掘、排土工作面帶式輸送機同步移設，端幫聯結帶式輸送機相應移置，但長度不變。

在機頭站處切斷輸送帶，分開電纜，由履帶車將機頭站運至新的位置。對于中間架的移置，如果從機頭至機尾全部前移，工作量勢必過大。因此，可采用尾部中間架局部前置的方法：將需要前置的中間架上的上、下托輥拆卸下來，取下電纜鉤上的電纜，由吊車吊起輸送帶，抽出中間架，再由平板車運送到頭部，并定裝好托輥；機尾站由推土機牽引，同時要用絞車在機頭部拖動輸送帶隨之前行，直至機尾站到達指定位置；最后疏導電纜，硫化輸送帶，安裝、埋設錨固裝置。

(2) 采掘工作面帶式輸送機前移，排土工作面帶式輸送機不動，端幫聯結帶式輸送機在機頭部延長。

機頭站的移置與上一種情況完全相同，而中間架和機尾站不存在移置的問題，只需要在頭部加設一定數量的中間架。然后鋪設、加長輸送帶，接長電纜，安裝、埋設機頭站錨固裝置。

(3) 采掘工作面帶式輸送機不動，排土工作面帶式輸送前移，端幫聯結帶式輸送機在機尾處縮短。

機尾部中間架的取出與第 1 種情況相同，接著割去多余的輸送帶，由推土機將機尾站牽引到指定位置，然后硫化輸送帶，安裝、埋設機尾站錨固裝置。

5 帶式輸送機線路上設備的移動

采掘工作面帶式輸送機軌道上的電纜車/漏斗車和排土工作面帶式輸送機軌道上的卸料車的移動與各自帶式輸送機的移設同步協調進行。在移設中間架時，移設機在到達電纜車/漏斗車或卸料車前卸下移設頭，然后牽引這些設備通過軌道的彎道，再安裝上移設頭繼續移設中間架。端幫聯結帶式輸送機上的半固定式漏斗車，可由絞車牽引移設。

6 設備就位之后的調整和試運行

用測量儀器校正機頭站、機尾站中心，調整機頭站、中間架和機尾站的縱向偏移和水平偏移，此時需要推土機配合調整。進行機械、電器設備和電纜線路的檢查，啟動帶式輸送機進行單機空載調試，最后進行系統試運行。調試完畢后，交付生產使用。

7 移設時間和移設效率

在連續工藝系統需要移設時，露天礦可根據人員和設備的情況，合理地安排移設程序。在人員、設備允許的條件下，可安排采掘、排土工作面帶式輸送機和端幫聯結帶式輸送機同時進行移設和移置，這樣可使移設時間最短，系統的停產時間也最短。

移設所需要的時間，其中 50% 投入移設作業，而另外 50% 則用于移設前后的準備、調整、調試等輔助工作。對于采掘、排土工作面帶式輸送機，機長越長，移設寬度越大，移設效率就越高。準備工作的好壞與否也直接影響到移設效率。一般情況下，移設效率為 2 000～3 000 m2/h。如果準備工作做得充分，移設效率可達 5 000～6 000 m2/h。目前，國外的移設效率最高可達 l0 000 m2/h。

8 結語

通過考察露天礦連續工藝系統設備的移設過程，并結合采剝生產的實際情況，總結完善了先進的移設技術和高效的移設程序，對于提高移設作業的效率至關重要。實踐證明，隨著我國露天采礦技術和裝備水平的不斷提高，只要充分做好移設前的準備工作，熟練掌握各個環節的移設技術，合理組織人員、設備和材料等，我國的移設作業效率完全可以達到或超過國際先進水平。