移动破碎站在大型露天煤矿使用工艺
来源: 作者:Admin 时间:2022-12-26半连续工艺兼具连续工艺和间断工艺的优势,可以在中、硬开采中应用带式输送机运输,有利于减少露天矿生产中的运输卡车数量,对于建设大型好的低碳露天煤矿和提高资源开发效益具有重要意义。
半连续工艺已经得到我国露天采矿界的普遍认可,多数大型露天煤矿均采用了不同形式的采煤半连续工艺系统;但由于设备制造水平等因素制约,大型移动式破碎站(包括他移式破碎站和自移式破碎机)半连续工艺在国内应用较少,尤其是应用剥离半连续工艺的露天矿更少。
综合考虑生产系统要求、物料条件、设备条件和社会因素建立了破碎设备二级综合优选模型。首先通过物料硬度、生产能力、入料粒度和排料粒度等四项必须满足的指标筛选得到备选方案集;然后根据以露天矿半连续工艺效益最大化为目标建立的优选指标体系对各备选方案进行评价;最后依据决策模型计算各方案的评价结果,作为设备选择依据。另外,根据露天矿剥离半连续工艺应用需要,分析了高含水率、易粘结物料的破碎特点和适应的破碎机类型。
在破碎站模块化的基础上,综合考虑卡车运输费用和破碎站投资等因素,建立了受料仓结构参数优化模型。实例研究表明,模块化改造降低破碎站投资 38%,料仓参数接近模型优化结果。
在前人单斗—卡车工艺车铲匹配研究成果的基础上,指出了他移式破碎站半连续工艺下卡车运输的特点,分析了卡车运行周期构成及挖掘机和破碎站对卡车选型的影响,以系统生产成本最低为目标建立了卡车优化模型。
根据破碎站布置于露天矿采场内的特点,分析了影响破碎站布置的因素,建立了破碎站布置深度优化模型、破碎站水平位置优化模型、端帮破碎站移设优化模型和工作帮破碎站移设优化模型。其中破碎站布置深度优化以露天矿运输成本最低为目标,采用逐步搜索方式求解,搜索步距一般取台阶高度;建立了组合台阶条件下工作帮破碎站位置优化模型,并给出了工作帮破碎站和端帮破碎站两种布置形式的比选方法;端帮破碎站移设假设为沿带式输送机方向的线性位置变化,考虑工作帮移动坑线、内排土场移动坑线和端帮移动坑线三种开拓方式分别建立了移设步距优化模型;移设步距确定原则为移设费用得到补偿和服务块段内物料开采的总成本最小。
基于我国大多数露天煤矿剥离物内排的特点,在优化模型中引入运距增加系数 k 来体现下部台阶布置半连续工艺带式输送机运输系统对上部剥离台阶运输的影响,为破碎站布置深度和端帮破碎站移设步距优化提供了依据。
基于我国剥离半连续工艺应用较少的局面和多数露天煤矿剥离量大于采煤量的特点,研究考虑煤层赋存特点建立了露天矿剥离半连续工艺服务范围优化模型。对于近水平露天矿,以端帮破碎站半连续工艺与卡车双环内排的临界点作为半连续工艺服务台阶的下限,以半连续工艺与卡车就近沿帮外排的临界点作为半连续工艺服务台阶的上限,并考虑了采场中间搭桥对半连续工艺服务台阶下限的影响;考虑倾斜煤层露天矿剥离物以外排为主的特点,研究以采掘工作面与排弃工作面的高差和平面距离作为确定半连续工艺服务范围的依据。
根据半连续工艺条件下卡车运行周期短、保障度高的特点,建立了基于挖掘机生产能力最大化目标的采掘带宽度优化模型。根据单斗—卡车工艺端工作面生产特点,建立了挖掘机生产能力与回转角度的函数关系,并给出了挖掘机内外回转角度最优值的求解方法;结合采掘带宽度计算公式可得出实现挖掘机产量最大化的采掘带宽度值。
根据山坡排土场地形复杂、台阶容量小、排弃设备移设频繁影响生产能力的特点,提出在露天矿剥离作业中应用间断—连续—间断型半连续工艺。
根据我国部分露天矿应用轮斗挖掘机连续工艺存在年作业时间短、生产能力利用率不足的问题,研究提出轮斗挖掘机和破碎站共用一套带式输送机运输系统的联合工艺,其方法是将轮斗挖掘机附近的单斗—卡车间断工艺系统改造为半连续工艺系统,在投入最小的情况下提高带式输送机运输系统的生产能力,降低露天矿生产成本。