排土机在现代露天矿山应用中的若干问题

1、排土机在现代露天矿山应用中的若干问题陈大伟 （中煤国际工程集团沈阳设计研究院 辽宁 沈阳 110015）摘要：从排土机的分类、主要技术性能参数等方面对排土机在现代露天矿山剥离系统中的现状进行了初步分析，对排土机排土时初始路堤修筑的方法和步骤、对排土场“死区”的处理方法等问题进行了论述。关键词：排土机；露天矿；初始路堤；“死区”中图分类号：TD824 文献标识码：A随着当今采矿业的迅速持续发展，露天矿山规模的不断增大，露天矿山开采工艺已经逐渐由单一的单斗-卡车开采工艺向同时采用连续、半连续系统的综合开采工艺转变。连续、半连续系统的不断应用，作为系统中不可或缺的重要组成部分-排土机，从生产能力、行

2、走方式、回转机构、外形尺寸等方面也在不断的发展变化。同时，排土机性能的变化对其排土时初始路堤的修筑方法和步骤以及排土场“死区”的处理方法都提出了全新的要求。本文对上述问题进行分析论述并提出解决这些问题的若干建议。1排土机的种类及主要技术性能参数1.1排土机的种类排土机是露天矿带式输送机排土系统的主要组成部分，属于一种大型的矿岩输送设备。从结构形式上一般可分为两大类，即悬臂式排土机和延伸式排土机，目前国内外露天矿使用的排土机主要是悬臂式排土机。.1.1 悬臂式排土机悬臂式排土机由受料臂、排料臂、配重臂、行走结构、回转机构等部分组成。悬臂式排土机见图1所示。排料臂由大型桁架结构及其上排料输送机组成

3、，是悬臂式排土机的关键部件。受料臂上安置受料运输机，可独立旋转、提升和下放；受料臂长度是决定排土机排土带宽度的重要因素。排料臂长度可根据所需的排土带宽度、排土高度及运输机的移动周期来确定，尤其在“带式输送机运输排土机排土”的综合设备配套中，要求较高的排土段高，排料臂应具有更大的长度。图1 悬臂式排土机悬臂式排土机的生产能力、受料臂与排料臂长度，平面回转角度和机重等都是排土机的重要参数，对排土工艺影响很大。1.1.2 延伸式排土机延伸式排土机由旋转底座、固定支架、悬臂、主排土带式输送机、横向布料带式输送机和操作室等部分组成。旋转底座位于排土机一端，是排土机的回转中心；固定支架位于分段处，第一段的

4、一端支承在旋转底座上，其它支承的基础埋在已排过的岩土堆上，基础上铺有圆弧形的轨道，支承固定支架的车轮，车轮可以沿轨道行走，并绕旋转底座回转，固定支架的旋转靠对称布置的多对液压缸驱动，液压缸的一端与固定支架相连，另一端是一个面积较大的支脚，置于岩土堆的顶面上；悬臂由钢丝绳牵引在固定支架内可以伸缩；排料输送机安装在固定内支架的悬壁内；横向布料输送机悬挂在悬臂的顶部，可向悬臂的左右两侧的范围内排土，也可摘掉，直接从悬臂排料。随着岩土的堆放，带式输送机可向前逐渐延伸，由于带式输送机可以向上有一个仰角，在向前延伸过程中，可不断提高排土场的高度，从而使排土场容量得到增加。由于延伸式排土机在国外正处于发展阶

5、段，目前在工艺、设备上还有待于完善。1.2排土机的主要技术性能参数1.2.1现有排土机的技术性能参数下面介绍几种国内外现有的排土机的技术性能参数，见表1。其中，KRUPP公司生产的Absetzer 761型排土机为世界上迄今为止最大的自行式排土机，见图2所示。1.2.2 使用中排土机的技术性能参数再介绍一下国内正在使用的大型排土机的技术性能参数，以内蒙古准格尔露天煤矿采用的德国KRUPP公司生产的ARs1800/（50+50）*22排土机（SPREADER）为例，主要技术性能参数见表2。表1 国内外现有排土机技术性能参数主要技术性能参数设备型号胶带机带宽(mm)排土作业能力(m3/h)卸料臂长

6、度（m）卸载高度(m)KRUPP Absetzer 7553200225009835KRUPP Absetzer 76132002750010041.5KRUPP ARs2000/（75+90）*26200063009026KRUPP ARs1800/（40+60）*22180066006022KRUPP ARs2200/（50+75）*182200103657518KRUPP AR1400/（100+207）*501400600020750KRUPP ARs2400/（52+84）*392400118608439KRUPP ARs1600/（40+50）*20160045005020图2 K

7、RUPP公司生产的Absetzer 761型排土机2 排土机排土时初始路堤修筑方法及步骤2.1 初始路堤修筑方法排土机排土时初始路堤的修筑可以采用汽车运输、单斗挖掘机或推土机、前装机等联合修筑，也可以采用带式输送机运输、排土机联合修筑。采用汽车筑堤，需另购一定数量的汽车，待修完路堤后，需对这部分汽车作妥善处理；利用排土机自筑路堤，不但可以充分利用排土机，而且筑堤速度快，还可节省利用汽车筑堤的设备投资。表2 主要技术性能参数表技术性能参数 指 标 单 位理论排弃能力 6200最大上排高度/下排高度 20/25 m3/h（松方）mmmkPakPam/minmmmmmmm/sKw/rpmKw/rpm

8、mmmm总排弃高度/排弃宽度 45/40综合作业坡度 作业时 1:20 调动时 1:10履带间中心距/最小转弯半径 8.5工作重量下的对地比压 平均 107 最大 109卸料滚筒中心(相对于卸料臂回转中心的)回转速度 10.43回转轴承直径 5000受料臂(从排土机中心至支撑台车中心的最大长度) 50卸料臂（从回转中心至卸料滚筒中心的水平长度） 50胶带机 带宽 1800 带速 5.5受料臂驱动装置 电机功率/转速 202*2/990 减速机速比 1:7.53卸料臂驱动装置 电机功率/转速 327*2/990 减速机速比 1:7.53驱动滚筒直径 900改向滚筒直径 824采用排土机自筑路堤具

9、体方法有以下两种：排土机位于高坡，采用下排向前排筑，排至设计标高为止。（山坡地形条件下）排土机位于地表，采用上排向前排筑，排至设计标高为止。（平地或平缓地形条件下）2.2 初始路堤修筑步骤采用带式输送机运输排土机排土的矿山，可以采用连续运输自筑路堤的方法。该方法具有两种功能：其一是连续排土，其二是修筑基础路基。这种施工与生产相统一的方法，既节省了人工筑堤的时间，也节约了投资，同时又提前了工期。整个路堤的延伸、提升和推进速度与其排土机的排土量成正比，从生产的角度来看，排土量越大越好；然而从安全的角度看，为了保证路基的质量，路堤应有一个良好的沉降和稳定时期，因此又希望路堤的延伸速度慢一些为好。在带

10、式输送机运输排土机排土时，路堤的肩宽最小应是排土机在带式输送机一侧的排料臂和受料臂长度之和。路堤的修筑步骤如下：平整场地，平整范围以受料点为中心，以路堤延伸方向为工作方向，后方为延伸胶带的拉紧与贮存位置。采用推土机进行场地平整，向前平整长为排土机受料臂长，再加712m的半圆形场地，向后平整长为一卷胶带总长的一半，再加1012m，宽度不小于15m；排土机进行第一阶段修筑路堤，场地平整完后，将排土机就位，其受料臂的受料点与卸料车的落料点对齐，这样就可以进行初步排土生产，当排土机不动、排料臂做弧形排料时，就形成第一个扇形排土料场；在其前部排料生产后，后部就着手进行爬坡带式输送机的尾部安装工作；前部排

11、料臂排满半圆弧后，将排土机向其走行方向移动一个步距，按前述方法进行第一分层排土；用推土机平整第一阶段路堤，第一阶段排完后，整个排土场形成一个凸凹不平的新层面，这时需用推土机进行场地平整。平整后，将排土机的受料臂与卸料车的落料点解开，将排土机移到一边，以不影响安装带式输送机为准；按带式输送机安装技术要求安装带式输送机；在带式输送机的尾部硫化胶接胶带；胶带胶接后，带式输送机头部移动一小距离，其距离以尾部张紧装置的行程为限。然后移动传动机构，闸死走行装置，并仔细检查各零部件，进行空载试车和重载试车；重载试车后，清理胶带机头部地面，将排土机移位，使其受料臂与带式输送机头部卸料点对齐；带式输送机与排土机

12、联动重载试车，至正常排土生产；安装工作到此结束，以后的移动延伸便属于生产工作；当带式输送机传动站移动一个位置后，其排土机也象前述一样进行半圆弧排土，其最大半径仍是受排料臂长度之和。这样，排土机在外侧排料时，用排料臂旋转就能完成；而带式输送机内侧排料时，要按各点位移动，并做最大臂展排半径。将新排放地段用推土机进行平整场地；上述路堤断面在一个长度范围内做好后，带式输送机就可以继续延伸，按前述程序逐步移位。移动距离应以带式输送机中部支架间距为模数的倍数为准。带式输送机用胶带一般定尺为每卷100m，故带式输送机在每延伸50m后就应接续一卷胶带。每移动一个步位，都要考虑排土高度、生产率、基础土结构、沉降

13、率和地基耐力等诸因素。按上述步骤排土自筑路堤，在保证安全路堤的条件下，逐步达到最终首次段高，这时筑堤工作的前段任务已基本完成，但还不是全面完成。这时要将设备稳定在头部高台上，做扩展作业平台工作。以带式输送机头部卸料点为中心，以排土机受排料臂长度之和为半径，排出平台，同样也要考虑沉降率，并在高平台上安设带式输送机辅助设施；平台形成后，就可以考虑下一步移动带式输送机的水平排土和具体的排土工艺。3 排土场“死区”的处理方法由于排土机排土不如汽车、单斗挖掘机排土灵活，根据带式输送机运输-排土机排土工艺及排土场地形，排土机排土场有局部排不到的部位，称为“死区”。对于带式输送机运输-排土机排土方法形成排土“死区”的处理方法如下：当排土死区范围较大时，可以接短带式输送机转排；当排土死区范围较小时，可采用汽车排土、推土机推平的方法进行处理；在选择排土机时，要求受料臂与排料臂有足够的长度，若不能满足要求，可以在排土机与卸料车之间增加一台转载机，以满足排土要求。4 结论通过上述论述，明晰了排土机的分类及主要性能技术参数，分析了排土机初始路堤修筑的方法和步骤，明确了排土场“死区”的处理方法。这些问题的论述对排土机排土场的形成和生产具有一