露天采矿技术和设备

露天采矿技术和设备2014年11月1第一页，共一百一十七页。主要内容第一章绪论第二章露天采矿工艺技术第三章露天采矿主要设备第四章智能矿山技术2第二页，共一百一十七页。第一章绪论3第三页，共一百一十七页。第一节露天开采简介露天采矿，是一个移走矿体上的覆盖物，得到所需矿物的过程，从敞露地表的采矿场采出有用矿物的过程。露天开采作业主要包括穿孔、爆破、采装、运输和排土等流程。按作业的连续性，可分为间断式、连续式和半连续式。围岩围岩矿体采空区4第四页，共一百一十七页。优点：（1）生产规模大、效率高；（2）露天开采成本一般比矿井开采成本低；（3）回收率高，可顺便采出伴生矿物；（4）木材、金属、电力等材料消耗少；（5）作业安全、劳动条件好，能开采易燃、多水、高瓦斯矿床；（6）矿山基本建设周期短，投产及达产快。（7）易于环保、易于治理.露天开采的优缺点5第五页，共一百一十七页。缺点：（1）破坏和占用大量的土地和耕地；（2）需大型设备多，投资较高；（3）气候条件影响较大；（4）要求矿床覆盖层薄和矿层厚，否则基建剥离量过大；（5）对环境污染较严重。露天开采的优缺点6第六页，共一百一十七页。第二节国内外露天开采的现状及发展趋势据统计，全世界固态矿产（包括建筑材料）的年开采总量约为11.6☓1010t

，露天开采量约占80%。据统计世界各类主要矿产中露天开采所占比重分别如下：

磁铁矿78%

磷酸盐矿87.5%

褐铁矿84%

石棉矿75%

锰矿86%

褐煤84%

铜矿90%

烟煤25%

铝土矿91%

建筑材料100%

镍矿45%

油矿30%我国主要矿床露天开采的比重如下：

铁矿石87%

有色金属矿石50%煤炭10%

化工原料70.7%

建筑材料100%7第七页，共一百一十七页。图世界主要产煤国家露天开采产量占总产量比重对比图8第八页，共一百一十七页。我国露天煤矿的发展我国露天煤矿的发展大体经历了四个阶段：（1）1950——1957年新建海洲露天煤矿，改扩建了抚顺、新邱露天煤矿，总体设计能力720万吨/年，1956年在抚顺成立了露天开采技术研究所。这个阶段露天产量不断提高，经济效益好。（2）1958——1980年

兴建了平庄、义马等8个露天煤矿，总体设计能力为725万吨/年。这个阶段“三边”政策、大跃进、文革，剥采失调，长期达不了产。——不良影响。9第九页，共一百一十七页。（3）1981年—2003年

新建安太堡、霍林河、伊敏、元宝山、准格尔、安家岭等大型露天煤矿，对抚顺西露天煤矿、小龙潭露天煤矿进行了改造。引进先进技术和设备，国产露天矿设备不断发展，已生产出千万吨级设备。生产能力和经济效益大大提高，露天采煤事业发展迅速。(单斗—卡车）技术装备水平不断提高。80年代以前绝大部分采用单斗铁道工艺，后来，则多采用单斗汽车、半连续、连续及综合工艺，并向这些发展、向综合性发展。

（4）目前：2000万吨级；集中化综合化；剥离半连续；拉斗铲倒堆剥离；抛掷爆破技术；端帮采煤。10第十页，共一百一十七页。现有的露天矿主要有阜新海州露天矿、抚顺西露天煤矿、云南小龙潭褐煤露天矿、新疆哈密三道岭露天矿、宁夏大峰露天矿、大型的有神府东胜、平朔安太堡、安家岭、准格尔、元宝山、伊敏河、黑岱沟、霍林河。在建大型露天矿：神华集团准格尔能源有限公司哈尔乌素煤矿，设计年产原煤2000万吨；大唐国际胜利东二号露天煤矿，一期工程，建设规模为1000万吨/年。

11第十一页，共一百一十七页。露天煤矿实例——霍林河南露天矿煤田面积540平方公里。煤的储量为129亿吨。煤的覆盖层浅，地质结构简单，便于露天开采。由中国自己设计、自己建设的这个现代化露天煤矿。12第十二页，共一百一十七页。露天煤矿实例——霍林河南露天矿年产300万吨的霍林河煤矿南露天矿经过技术改造目前生产能力为800万吨/年。13第十三页，共一百一十七页。露天煤矿实例——黑岱沟露天矿黑岱沟露天煤矿隶属神华准格尔能源有限责任公司，是我国自行设计、自行施工的特大型露天煤矿。14第十四页，共一百一十七页。露天煤矿实例——黑岱沟露天矿黑岱沟露天煤矿于1990年开工建设，1996年投入试生产，1999年正式移交生产。设计生产能力1200万吨。2003年全面达产，原煤产量达到1399万吨。2007年，黑岱沟露天煤矿原煤产量达2549万吨。

15第十五页，共一百一十七页。扩建后的黑岱沟露天煤矿将采用抛掷爆破吊斗铲倒堆工艺，该工艺在中国尚属首例。吊斗铲引进比塞洛斯国际公司的设备，总价值5.9亿元,已于2007年底下坑作业。

露天煤矿实例——黑岱沟露天矿16第十六页，共一百一十七页。露天煤矿实例——平朔露天矿平朔安太堡露天煤矿是在邓小平等中央领导亲切关怀下建成的中美合作经营的大型露天煤炭企业，1987年9月建成投产。17第十七页，共一百一十七页。露天煤矿实例——平朔露天矿中美合资经营，总投资约6.49亿美元。设计年产1553万吨，合作开采年限为30年。后美方中止了合同，成为我国自行开采矿的露天煤矿。18第十八页，共一百一十七页。露天煤矿实例——平朔露天矿平朔煤炭工业公司的生活区，银行、商店分散在朔州近郊。离生活区18公里是采煤生产现场。19第十九页，共一百一十七页。这种载重车的自重102吨，载重300吨，购买一辆要1000多万元人民币。一个轮胎要10万元。露天煤矿实例——平朔露天矿20第二十页，共一百一十七页。露天煤矿实例——海州露天矿辽宁省阜新市海州露天煤矿是苏联列宁格勒煤炭勘探设计院设计的。露天规划东西长四公里，南北宽二公里，日产煤炭一万吨，年产三百万吨。21第二十一页，共一百一十七页。当时露天的建设完全采用机械化作业，装车用电镐，拉车用电机车，翻车自动翻，一个电镐一天的工作量相当于一千二百人一天的手工劳动量。露天煤矿实例——海州露天矿22第二十二页，共一百一十七页。海州露天煤矿已经于二零零三年初因资源枯竭宣告破产。露天煤矿实例——海州露天矿23第二十三页，共一百一十七页。现已建成我国第一个国家矿山公园第一副图是海州旅游的标志露天煤矿实例——海州露天矿24第二十四页，共一百一十七页。第二章露天采矿工艺技术25第二十五页，共一百一十七页。一、开采工艺介绍固体矿物露天开采工艺分类根据开采过程中物料流是否连续可分三大类：▲间断式开采工艺（亦称周期式开采工艺）；▲连续式开采工艺；▲半连续开采工艺。26第二十六页，共一百一十七页。露天开采工艺分类采用设备I.间断工艺A.独立式1.单斗挖掘机+铁道运输+推土犁(挖掘机)2.单斗挖掘机+汽车+推土机3.单斗挖掘机+联合运输(汽车+铁道;汽车+箕斗;汽车+溜井平峒+排土设备)B.合并式1.单斗挖掘机倒堆2.拖拉铲运机开采II.连续工艺A.独立式1.多斗挖掘机+胶带+排土机2.水枪+水力运输+水利排土3.挖泥船+水力运输+水力排土B.合并式1.多斗挖掘机+运输排土桥2.带排土臂的轮斗挖掘机III.半连续工艺1.单斗挖掘机+汽车+半固定破碎机+胶带2.单斗挖掘机+移动破碎机+胶带3.多斗挖掘机+汽车或铁路4.上述间断/连续工艺的不同组合27第二十七页，共一百一十七页。

间断式开采工艺主要指开采作业的主要环节采掘、运输、排卸过程中物料分别由不同的设备完成。典型代表工艺：◎单斗铲/汽车工艺（采掘由单斗铲完成，运输由载重汽车完成，废弃岩石排卸主要由推土机完成，矿石进入贮矿场）；◎单斗铲/铁道工艺（采掘由单斗铲完成，运输由铁道车辆完成，废弃岩石排卸主要由推土犁或挖掘机完成，矿石进入贮矿场）；28第二十八页，共一百一十七页。

连续开采工艺其主要作业环节之间物料流保持不间断运行，典型代表工艺：◎轮斗铲/带式输送机/排土机；◎链斗挖掘机/带式输送机等；29第二十九页，共一百一十七页。▲半连续开采工艺的主要特点是某些作业环节物料流连续，某些作业环节物料流不连续，典型的半连续开采工艺:◎采掘作业环节由单斗铲完成，而运输及排卸环节由带式输送机完成；◎采掘作业由连续开采设备如轮斗挖掘机完成，运输及排卸由汽车或铁道车辆完成。30第三十页，共一百一十七页。目前流行的半连续开采工艺系统:

主要是由单斗挖掘机采装，经过筛分或破碎设备将物料转运到带式输送机上，然后运达指定地点进行卸载。半连续开采工艺系统的发展与应用:

主要源于间断开采工艺的主流运输设备—汽车随着运输距离的增大，运输成本急剧上升，因而寻求一种能够替代汽车运输的成本较为低廉的运输方式。31第三十一页，共一百一十七页。二、我国煤矿露天开采工艺的发展我国煤矿露天开采工艺的使用及其发展基本上反映了当时的矿山开采及设备制造水平的现状。◎建国以后至1980年代初期:主要采用单斗铁道间断式开采工艺系统。◎改革开放以来建设的大型露天煤矿:剥离以单斗汽车为主，采煤以半连续开采工艺为主。32第三十二页，共一百一十七页。表1.

改革开放以来我国主要露天煤矿开采工艺系统序号矿山名称剥离开采工艺/采煤开采工艺建矿时间设计能力/万t/a1伊敏河露天煤矿单斗汽车/半连续1984年投产100-10002霍林河南露天矿单斗汽车/半连续1984.9.1.移交投产300-900-10003平朔安太堡露天矿单斗汽车/半连续1982开工，1987.9.投产15334神华准格尔露天矿单斗汽车/半连续1990.4.开工，1996年投产1200-25005元宝山露天煤矿轮斗/单斗汽车半连续1990.10.19开工，2005.4.移交，2006年达产500-80033第三十三页，共一百一十七页。表1.

改革开放以来我国主要露天煤矿开采工艺系统序号矿山名称剥离开采工艺/采煤开采工艺建矿时间设计能力/万t/a6平朔安家岭单斗汽车172t/半连续2001.6.试生产2003.达产1500-10007神华哈尔乌素单斗汽车、拉斗铲2007.20008胜利一号单斗汽车/半连续2005.20009白音华1号单斗汽车/半连续2005.7.开工一期70010白音华2号单斗汽车/半连续2005.开工500-150034第三十四页，共一百一十七页。表1.

改革开放以来我国主要露天煤矿开采工艺系统序号矿山名称剥离开采工艺/采煤开采工艺建矿时间设计能力/万t/a11白音华３号单斗汽车/半连续2005.7.3.开工500-140012白音华4号单斗汽车2006.8.3.开工500/1000/240013霍林河2号-扎哈淖尔轮斗胶带/单斗汽车半连续2003.7.投产250-150014新疆准东露天煤矿单斗汽车/半连续2006.8.28开工10-1515黑龙江宝青单斗卡车，拉斗铲1016云南小龙潭连续/+半连续工艺1317宝日希勒单斗汽车/半连续35第三十五页，共一百一十七页。◎表1所列矿山半连续工艺系统主要用于煤层的开采及运输，开采设备主要是单斗挖掘机，运输设备为108t～

320t载重汽车，将原煤从开采工作面运至地面破碎站，破碎设备绝大部分为坑边半固定式破碎机，破碎能力一般为1500t/h～

3000t/h，带式输送机带宽1.0～

1.4m;少数为移动式破碎机。36第三十六页，共一百一十七页。露天煤矿采用半连续开采工艺增加了破碎环节，破碎环节的主要设备—

破碎机多为辊筒式，按照移设时间分类可分为三种类型:▲固定式破碎机;▲半固定式破碎机;▲移动式破碎机.37第三十七页，共一百一十七页。三、露天开采方法介绍按矿床分布情况，大体有两类采矿方法：平缓矿床的采矿方法倾斜矿床的采矿方法38第三十八页，共一百一十七页。平缓矿床的采矿方法适用于倾角一般小于12°的平缓矿床。剥离物用机械铲或索斗铲直接向前一采掘带采空区倒堆，采矿工作面紧随剥离工作面推进。在相同情况下，机械铲的重量约为索斗铲的1.8倍,因此剥离高台阶时，多用索斗铲。剥离更高的台阶可采用二次或多次倒堆。方案有一台机械铲配合一台索斗铲、二台索斗铲互相配合或仅用一台索斗铲兼作二次倒堆等。倒堆采矿法39第三十九页，共一百一十七页。横运采矿法剥离物用排土桥、悬臂排土机循垂直于工作线方向运往采空区，剥离台阶与采矿台阶推进的空间关系也受运输设备规格的限制，但不如倒堆采矿法那样严格。本法可适应更大的剥离厚度,民主德国的AFB－60型排土桥的可剥离厚度为60m。纵运采矿法剥离物沿工作线,绕过端帮,纵向运往采空区。本法不受采、运设备规格和剥离岩石厚度的限制,有较大灵活性。适用于单斗-机车车辆、单斗－(破碎机)带式输送机、单斗-汽车、轮斗-机车车辆-带式输送机等多种工艺。40第四十页，共一百一十七页。倾斜矿床的采矿方法基本上把剥离物运往外排土场，仅当采掘工作达到终了深度后，才能利用采空区内排。工作线的布置方式，基本有沿矿体走向布置和垂直矿体走向布置。组合台阶用一台设备顺序采掘一组相邻的台阶，仅在采掘台阶上设工作平台（图1），也可有其他方式。41第四十一页，共一百一十七页。横采掘带汽车运输的横向采掘带，相邻台阶尾随采掘，工作线横向布置,纵向推进（图2[横采掘带加陡工作帮]）。任一横断面上只有一个工作平台，每一台阶可设1～2台采掘设备。与组合台阶相比，本法可布置较多的采掘设备。分区分期开采走向较长或面积较大的矿床，实行分区分期开采，优先开采矿体厚、品位高、覆盖薄和剥采比小的区域。42第四十二页，共一百一十七页。四、露天开采施工方法露天开采作业主要包括穿孔爆破、采装、运输和排土。露天开采的顺序是采矿和剥离在时间和空间上的相互配合，这四项工作的好坏及它们之间的配合如何，是露天采矿的关键。1、穿孔爆破是在露天采场矿岩内钻凿一定直径和深度的定向爆破孔，以炸药爆破，对矿岩进行破碎和松动。穿孔设备主要有冲击式钻机、潜孔钻机和牙轮钻机等，多用铵油炸药、浆状抗水炸药和乳化炸药及粒状乳化炸药。2、采装工作是用人工或机械将矿岩装入运输设备，或直接卸到指定地点的作业。常用的设备是挖掘机（有多斗和单斗两类）、轮斗铲和前端式装载机，广泛采用的为单斗挖掘机。43第四十三页，共一百一十七页。3、运输工作是将露天采场的矿、岩分别运送到卸载点（或选矿厂）和排土场，同时把生产人员、设备和材料运送到采矿场。主要运输方式有铁路、公路、输送机、提升机，还有水力运输和用于崎岖山区的索道运输。选择运输方式必须综合考虑地形、地质、气候条件，露天矿生产能力，开采深度，矿石和围岩的物理力学性质等，经过全面技术经济比较后，确定合理的运输方式。44第四十四页，共一百一十七页。4、排土工作系指从露天采场将剥离覆盖在矿床上部及其周围的大量表土和岩石，运送到专门设置的场地（如排土场或废石场）进行排弃的作业。排土方法依其排土设备的不同，分为推土犁推土、推土机排土、前装机排土和拖拉铲运机或索斗铲排土等。推土场应选择在尽量靠近采矿场，少占农田的位置，有条件的应放置在山谷、洼地处，注意环境保护和造田、还田。45第四十五页，共一百一十七页。第三章露天采矿主要设备拉斗铲斗轮挖掘机机械式单斗挖掘机液压式单斗挖掘机移动破碎站排土机矿用大型自卸汽车46第四十六页，共一百一十七页。47第四十七页，共一百一十七页。大型露天矿开采是采用非井式开采，将剥离层剥离后挖煤的方式开采煤炭。有连续和半连续方式，所使用的设备主要有斗轮挖掘机、皮带机、排土机、拉斗大电铲、矿用大型电动轮汽车、移动破碎站、

皮带转载机等。

半连续采矿系统1

半连续采矿系统包括电铲、移动破碎站、皮带转载机、移动皮带机、转载站等设备。半连续采矿系统设备半连续采矿系统2

电铲、移动破碎站、皮带转载机、卸载与电缆小车、移动皮带机。48第四十八页，共一百一十七页。一、露天采矿设备——拉斗铲拉斗铲，是一种大型的步行挖掘机，主要用途是在剥离时把岩石搬运至采空区，露天矿场，水利工程边缘。它能将大块的岩石搬运到较远的距离。开采的岩石强度较高时，用爆破进行局部或全面疏松。步行式挖掘机易于安装，维修、可靠性强、有很高的灵活性、良好的行走能力。宽阔的技术操作性能使它在开采挖掘工作中发挥很高的效率。49第四十九页，共一百一十七页。拉斗铲的种类按驱动力方式分电力驱动、柴油驱动和柴油—电力混合驱动等三种，在现代的大型拉斗铲一般均采用电力驱动；按行走装置类型拉斗铲可分为迈步式、履带式和轮胎式三种，履带式和轮胎式一般用于小斗容的拉斗铲，而大型拉斗铲由于自重量大，所以其行走方式一般采用迈步式；拉斗铲的主要特点是：斗容量大，最大可达168m3，悬臂长，最长可达160m，作业范围大，功率及机重大，驱动总功率最大可达37300kw，设备自重最大可达12200kg。50第五十页，共一百一十七页。51第五十一页，共一百一十七页。52第五十二页，共一百一十七页。生产厂家美国P&H公司：736：斗容13~22.2m3，斗臂长度53.3~79.2m；752：斗容21~37.0m3，斗臂长度73.2~97.5m；757：斗容38~57.3m3，斗臂长度83.8~106.7m；9020：斗容58~91.8m3，斗臂长度88.4~123.4m；9160：斗容89~122.3m3，斗臂长度99.1~129.5m；53第五十三页，共一百一十七页。生产厂家美国P&H公司：54第五十四页，共一百一十七页。生产厂家美国P&H公司：55第五十五页，共一百一十七页。生产厂家俄罗斯奥姆兹公司：ESH—40/100：斗容40m3，斗臂长度100m；ESH—65/100：斗容65m3，斗臂长度100m；ESH—100/100：斗容100m3，斗臂长度100m；ESH—100/125：斗容100m3，斗臂长度125m；56第五十六页，共一百一十七页。生产厂家俄罗斯奥姆兹公司：57第五十七页，共一百一十七页。生产厂家俄罗斯奥姆兹公司：58第五十八页，共一百一十七页。二、露天采矿设备——斗轮挖掘机多轮斗式挖掘机是近二三十年才发展起来的一种新型施工机械是一种效率和机械化程度较高的大型挖掘机械，它的生产率从每小时几十立方米到上万立方米。例如美国CPE公司的D-2500型多轮斗式挖掘机，自重150吨，功率1789.68kW，每小时可挖掘物料2500m3，相当于1万名民工的工作量。其主要特点是机型紧凑、刚度好，能够连续挖掘、自动装卸、机动灵活；可对多种土壤如软土、壤土、硬土、冻土、四系的砂砾石砂壤土、三系和白垩系的岩性砂岩、砂砾岩、泥质岩、卵石及风化岩等岩石进行挖掘。59第五十九页，共一百一十七页。多轮斗式挖掘机Bagger288，1978年德国60第六十页，共一百一十七页。多轮斗式挖掘机61第六十一页，共一百一十七页。多轮斗式挖掘机62第六十二页，共一百一十七页。三、露天采矿设备——机械式单斗挖掘机机械挖掘机，也称电铲，工作可靠、使用寿命长、生产效率高、操作费用低。在液压挖掘机、轮式装载机迅猛发展的今天，大型电铲仍为露天矿山的主要装载设备。机械式单斗挖掘机是用一个铲斗以间歇重复工作循环进行工作的，即由挖掘、满斗回转、卸载，空斗回转四个工序构成一个工作循环。在作业过程中，由于斗杆可以伸缩，挖掘机是不移动的，直到将将一次停机范围内的物料挖完，挖掘机才移动到新的作业点。63第六十三页，共一百一十七页。国外挖掘机的发展以美国为最快。在美国，制造大型单斗机械挖掘机主要有三大厂商：P&H公司；比赛洛斯-伊利公司，简称B-E公司；马力昂（Mario）动力铲公司。在我国国内，目前已有十余个厂家生产单斗挖掘机，主要生产厂家是太原重型机械集团有限公司、衡阳有色冶金机械厂、抚顺挖掘机制造有限责任公司、杭州重型机械有限公司、四川邦立有限责任公司等。64第六十四页，共一百一十七页。1-动臂；2-斗柄；3-铲斗；4-推压轴主要工作装置的组成65第六十五页，共一百一十七页。四、露天采矿设备——液压式单斗挖掘机

1、用途和类型

基于机械式挖掘机发展而来，与机械式的主要区别在于传动和控制装置不同：

机械式：

利用齿轮、链轮、钢绳、皮带等来传递动力；

液压式：

采用容积式液压传动来传递动力，由液压泵、液压马达、液压缸、控制阀、油管等元件组成；

66第六十六页，共一百一十七页。2、组成和工作原理

组成：

工作装置、回转装置、行走装置；

1)工作装置：

铲斗、斗杆、动臂及相应油缸；

2)回转装置：

动力装置、回转支承、操作机构、

辅助设备；

3)行走装置：

底盘、履带架、履带传动装置、张紧装置等。

1—铲斗；2—斗杆；3—动臂；4、5、6、7—液压缸；8—发动机；9—液压泵；10—安全阀；11—分配阀；12—油箱Ⅰ—工作装置；Ⅱ—回转装置；Ⅲ—行走装置67第六十七页，共一百一十七页。2、组成和工作原理

工作原理：

柴油机驱动液压泵，将高压

油通过分配阀送到各液压缸和

液压马达（4、5、6、7），即

可驱动相应的机构进行工作：

4-动臂升降；

5-斗杆收放；

6-铲斗转动；

7-斗底开闭；

为缩短循环时间，可实现上述两种或多种动作的复合。68第六十八页，共一百一十七页。3、单斗液压挖掘机的特点

1)质量轻、生产能力大

斗容相同时，液压挖掘机比机械式质量轻40～60%，

2)挖掘力大

这是由两种挖掘机工作

机构的工作原理决定的：

液压式：

铲斗与斗杆铰接，可相

对转动，强制切入岩层；

机械式：

依靠挠性的钢绳提升铲斗来进行挖掘；

69第六十九页，共一百一十七页。3、单斗液压挖掘机的特点

3)良好的运动轨迹

机械式：

近似圆弧形；

液压式：

能沿矿层轮廓运动，做各种不

同的直线、折线、曲线运动，可

进行分层开采，铲平、清根、松

石时不用辅助设备；

4)移动性能好

液压独立行走装置，结构简单

紧凑，操作灵活，转弯方便；

70第七十页，共一百一十七页。3、单斗液压挖掘机的特点

5)利用工作装置

越过路坎或高地，运移时自行上下运输设备，自救本领。

总之，由于以上特点，液压挖掘机在矿山将得到越来越广泛的应用，它的铲斗运动自如，装满率比机械铲高15%，斗齿寿命提高1.2倍；灵活的装卸料动作，加上较快的平台回转速度，缩短了作业周期时间，可得到较高的生产能力和较低的作业成本。

主要缺点：

元件的加工精度要求高、装配要求严格、制造困难、维护要求高；液压油要求高。71第七十一页，共一百一十七页。

RH40-E：102～106t，477KW，7.0m3；

RH70：122t，522KW，7.2m3，反铲；

RH90-C：170t，760KW，10.0m3；

RH120-E：283t，1008KW，15.0m3；

RH170：374t，1492KW，18.0m3；

RH200：525t，1880KW，26.0m3；

RH340：552t，1880/2240KW，34.0m3；

RH400：1000t，3280KW，45.0～50.0m3；4、生产制造情况美国特雷克斯-O&K公司：72第七十二页，共一百一十七页。4、生产制造

德国德马格公司：

H255：13m3；

H455：28m3；

H685：38m3；

H740：40m3；

73第七十三页，共一百一十七页。4、生产制造

德国利勃海尔公司：

R994：20m3；

R995：26.5m3；

R996：36m3；74第七十四页，共一百一十七页。4、生产制造

美国卡特彼勒公司：

正铲：

5130B：9～11m3；

5230B：12.5～17m3；

反铲：

5130BME：8.5～18.3m3；

5230BME：13～27.5m3；75第七十五页，共一百一十七页。五、露天采矿设备——移动破碎站世界上移动式破碎技术和设备的生产主要为前联邦德国所垄断，主要由Krupper、O&K和PHB三家公司控制，1988年初O&K兼并PHB以后市场大致为Krupper和O&K平分。大型露天矿山移动式和半移动式破碎站的应用正在不断扩大，它已成为当前露天矿山采运技术进步的一个重要特点。76第七十六页，共一百一十七页。移动式破碎站其工作位置移设频繁，移设距离短。根据破碎机位置移动时是否拆卸，主要分为两种：◎可拆移式破碎站（portablecrushers）;◎自移式破碎站（mobilecrushersorfullymobilecrushers）.77第七十七页，共一百一十七页。可拆移式破碎站（portablecrushers）：部件易于拆卸、用其他车辆运输、便于重新装配。这种破碎机可能需要在致密的地面上打少量的混凝土地基基础或用浮桥式钢板或混凝土板作为破碎机的基础。这种破碎机主要用于安装工程量较少，起重机能力足以起吊破碎站的各个部件的情况下。78第七十八页，共一百一十七页。自移式破碎站（mobilecrushersorfullymobilecrushers）：自移式破碎机随着采掘工作面的推进而推进，直接由电铲或前装机卸料。自移式破碎站的走行装置是破碎机整体的一部分。破碎机的移动频繁，走行距离短，例如，每班或每天移位一次。共用。79第七十九页，共一百一十七页。采用工作面自移式破碎机可实现硬岩的连续运输，提高单斗挖掘机的生产效率和能力，降低运输成本。我国伊敏一号露天矿在二期扩建改造中设计部分采用单斗—自移式破碎站—带式输送机半连续工艺。伊敏一号露天矿于1983年末开工建设,建设规模为年产原煤1Mt/a，采用单斗—卡车工艺，1984年末达产；为满足电厂用煤需要，露天矿一期规模由1Mt/a增加到5Mt/a，1998年5月建成投产,2000年达到设计能力；2003年伊敏煤电公司决定进行二期扩建，露天矿年设计能力11.10Mt。伊敏一号露天矿引进德国Krupper公司生产的破碎机组，系统由破碎机和两台转载车组成，系统设计生产能力3000t/h。

80第八十页，共一百一十七页。自移式破碎站可分为轮胎式移动破碎站和履带式移动破碎站。1、轮胎式移动破碎站81第八十一页，共一百一十七页。移动性强：轮胎移动式破碎站长度短，不同的破碎设备分别安装在独立的可移动底盘上，轴距短，转弯半径小，可以在普通公路上及作业区内灵活行驶。降低物料运输成本：移动式破碎站可以在现场加工物料，而不必将物料搬离现场再加工，大大地降低了物料的运输成本。作业作用直接有效:一体化的系列移动破碎站，可以独立使用，也可以针对客户对流程中的物料类型、产品要求，提供更加灵活的工艺配置，满足用户移动破碎、移动筛分等各种要求，使生成组织、物流转运更加直接有效，成本达到最大化的降低。轮胎式移动破碎站设备性能82第八十二页，共一百一十七页。组合灵活，适应性强：轮胎移动式破碎站可根据不同的破碎工艺要求组成“先碎后筛”，也可组成“先筛后碎”流程，破碎站可按实际需求组合成粗碎、细碎两段破碎筛分系统，也可组合成粗碎、中碎、细碎三段破碎筛分系统，还可以独立运行，有很大的灵活性。一体化整套机组:一体化机组设备安装形式，消除了分体组件的繁杂场地基础设施安装作业，降低了物料、工时消耗。机组合理紧凑的空间布局，提高了场地驻扎的灵活性。性能可靠，维修方便：破碎筛分系列产品如颚式破碎机、反击式破碎机、立式冲击破碎机、圆锥破碎机、各种振动筛等以性能优良、可靠性高而著称，移动式破碎站主要设备都是采用这些产品，这些产品经过优化及强化设计，强度更高、性能更优、结构更紧凑。轮胎式移动破碎站设备性能83第八十三页，共一百一十七页。2、履带式移动破碎站履带移动式破碎站集受料、破碎、传送等工艺设备为一体，其设计先进、性能优良、生产效率高、使用维修方便、运营费用经济、工作稳定可靠，相对于各类固定式破碎站而言，移动破碎站犹如一个可以移动的中小型破碎加工厂，其工作效率和运营成本均优于同级或者更高级别的的固定式破碎站。履带移动式破碎站广泛应用于许多领域：建筑垃圾的破碎，岩石、矿石、块状的道路旧沥青混凝土等物料的破碎随机附力组-最优化设计。履带式移动破碎站主要采用的破碎机有颚式破碎机和反击式破碎机，履带式移动破碎站可分为四大系列--圆锥破履带式移动破碎站、颚破履带式移动破碎站、反击破履带式移动破碎站。84第八十四页，共一百一十七页。履带式移动破碎站85第八十五页，共一百一十七页。履带式移动破碎站设备性能1.履带式移动破碎站产品具有重量轻、体积小、特别适合狭窄场地工作；2.运输方便，履带行走、不损伤路面，配备多功能属具、适应范围广；3.集受料、破碎、传送等工艺设备为一体，通过工艺流程的优化使其具有优秀的岩石破碎、骨料生产、露天采矿的破碎作业性能，可通过不同机型的联合，组成一条强大的破碎作业流水线，完成多需求的加工作业；4.整机采用全轮驱动，可实现原地转向，标准配置,快换装置，具有完善的安全保护功能，特别适用于场地狭窄、复杂区域；5.节约燃料，燃油节省率高达25%；6.随机附带动力组-最优化设计；7.可以爬坡作业，满足矿山，水电站，煤矿等工程破碎要求。86第八十六页，共一百一十七页。生产厂家黎明重工科技：87第八十七页，共一百一十七页。性能参数设备配置尺寸参数项目发动机功率爬坡度最大行走速度给料机型号设备型号最小地隙作业高度作宽度度作业长度运输高度运输宽度W1运输长度L1履带宽度履带轨距履带长度履带宽幅项目单位kw%Km/h

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmY2S1848L92301.39

2YZS184832045003150158003500315012500600239042502990YG938E57L92301.39GZD960×3800PE500×75032038003150135003300300013000600239042502990YG938E69L150301.39GZD960×3800PE600×90032040003150140003600360013000600239042502990YGD15Y75L180301.39GLD1500/4CS7532039003150145003900390011000600239042502990YG938F124L220301.39GZD960×3800PE121432044003150140003800380012200600239042502990技术参数：生产厂家黎明重工科技：88第八十八页，共一百一十七页。生产厂家

郑州中意矿山机械有限公司：【进料粒度】:≤600mm【生产能力】:60—300吨/小时【应用领域】:矿石破碎、建筑骨料生产、水利水电、铁路、道路建、化工等，维修方便、便于现场维护【适用物料】:花岗岩、大理石、玄武岩、石灰石、石英石、河卵石、铁矿石、铜矿石等1、LDEP履带颚式移动破碎站89第八十九页，共一百一十七页。

LDEP履带颚式移动破碎站所有部件完全机载，包括：牢固的机架、高性能的颚式破碎机、料斗、给料机、除铁器、皮带机、水冷柴油发动机。

装配在

LDEP上的中意矿机PE系列颚式破碎机，由特殊的优质钢材制造而成，使用寿命长、破碎比高，并且能够安全快捷地调整排料口，以适应破碎不同的物料产品的需求。1.主带式输送机；2.除铁器（可选件）；

3.主机颚式破碎机；4.给料机；

5.操作通道；6.发动机组；

7.履带；8.主机架；LDEP履带颚式移动破碎站——结构组成90第九十页，共一百一十七页。名称型号规格单位数量功率（kw）备注原料仓LDYDS台10中意矿机振动给料机GZT0724台12×1.5中意矿机颚式破碎机PE500×750台155中意矿机船型钢架LDYDS台10中意矿机履带总成LDYDS-30T台10外购发电机组90GF-C-D台10外购液压总成LDYDS台155中意矿机电器总成LDYDS台10中意矿机有线遥控器LDYDS台10中意矿机钢结构件LDYDS批10中意矿机皮带运输机（出料）B650=12m台15.5中意矿机皮带运输机（出土）B500=3.4m台14中意矿机液压支腿YDS50台10中意矿机自动卸料除铁器RCYD-6.5台11.5外购无线遥控器LDYDS台10（选配件）LDEP履带颚式移动破碎站——技术参数：91第九十一页，共一百一十七页。2、LDFJ履带反击式移动破碎站【进料粒度】:≤700mm【生产能力】:60—300吨/小时【应用领域】:矿石破碎、建筑骨料生产、水利水电、铁路、道路建、化工等，维修方便、便于现场维护【适用物料】:花岗岩、大理石、玄武岩、石灰石、石英石、河卵石、铁矿石、铜矿石等92第九十二页，共一百一十七页。LDFJ履带反击式移动破碎站主要包括：大给料斗、振动给料机、主皮带机、侧皮带机、电磁除铁器、挡料板、柴油发动机等。

1.履带；

2.受料斗和给料机；

3.反击破碎主机；

4.发动机组；

5.强力除铁器（可选件）；

6.主带式输送机；LDFJ履带反击式移动破碎站——结构组成93第九十三页，共一百一十七页。LDFJ履带反击式移动破碎站——LDFJ1113技术参数名称规格单位数量功率（kw）备注原料仓LDYDS台10中意矿机振动给料机GZT1338台115中意矿机反击式破碎机PFQ1113台1132中意矿机船型钢架LDYDS台10中意矿机履带总成LDYDS-40T台10外购发电机组200GF-C-D台10外购液压总成LDYDS台155中意矿机电器总成LDYDS台10中意矿机有线遥控器LDYDS台10中意矿机钢结构件LDYDS批10中意矿机皮带运输机（出料）B1000=12m台111中意矿机液压支腿YDS50台10中意矿机自动卸料除铁器RCYD-10台13外购无线遥控器LDYDS台10（选配件）94第九十四页，共一百一十七页。95第九十五页，共一百一十七页。六、露天采矿设备——排土机96第九十六页，共一百一十七页。排土机是露天煤矿连续或半连续开采成套设备的一部分,它与钢绳牵引胶带输送机配套,适于露天矿排土场和料场疏松物料的排弃和堆集用。排土机分类排土机按行走装置分为：履带式、步行式、轨道式、步行轨道式。97第九十七页，共一百一十七页。排土机主要由排料臂、司机室、回转装置、下部钢结构、主机行走装置、维修室、支承车行走装置、受料臂、转载臂、配重臂等部分组成。履带式排土机应用最广泛，源于其移动性能较好带式排土机排土，相对于其它排土方法，由于其作业是连续的，故生产能力大，一次排弃宽度大，辅助作业时间少，自动化程度高。排土机结构组成98第九十八页，共一百一十七页。瑞典——山特维克SP1600/50+50型排土机每小时排土量4800立米，皮带总长2700米，系统采用皮带输送工艺。99第九十九页，共一百一十七页。七、露天采矿设备——矿用大型自卸汽车矿用自卸汽车是在矿山或大型土建工地的专用道路上作短距离运输的专用自卸汽车，简称矿用汽车。初期的矿用汽车与公路上行驶的自卸汽车并无很大区别，但随着矿山生产规模的增加，为了提高汽车生产效率，矿用汽车逐步发展成具有自己的结构特点、载重吨位显著加大、需要专门设计的一类汽车。我国矿用汽车的使用主要集中在冶金、煤炭、化工、建材等露天矿山和水利、铁路等大型土建工地。

100第一百页，共一百一十七页。由于大型煤矿、铜矿以及油砂矿的规模在不断增大，迫切需要更大型的矿用汽车。这也表明汽车大型化还会有新发展，有可能出现有效载重高达400t，500t，600t级的矿用汽车，有人甚至预测20年后，会出现有效载重高达1000t的矿用汽车。其布置方式可能还是双轴6轮、单发动机、电力或机械后驱动；也有可能是双轴8轮、前后驱动的。这种汽车能否出现，要取决于矿山是否能发展到那么大。发展趋势：

大型化、自动化、智能化（无人驾驶）101第一百零一页，共一百一十七页。第四章智能矿山技术102第一百零二页，共一百一十七页。目前，世界上出现的智能矿山管理系统，以MiningModularSystem公司所开发的Intellimine™为代表，是以计算机为基础，为矿山的生产提供完整的解决方案。Intellimine™包括DISPATCH、ProVision高精度GPS系统、开放式报表系（FORMS）、Web报表以及最新的MasterLink（无线电通讯系统）。

智能矿山核心软件是由许多标准化、模块化组成的实时多用户计算机监控系统组成，系统根据用户实际需要可灵活的生成标准用户软件，满足用户的需求。103第一百零三页，共一百一十七页。1、卡车和电铲的调度104第一百零四页，共一百一十七页。系统捕捉到所需的数据，然后通过线性规划计算，使卡车的排队时间和电铲的待装时间减少。这种设备利用率的提高是在考虑到混矿要求和生产限制条件的情况下实现的。通过统计挖掘速率，卡车停车到位时间，卡车排队时间，和操作延误时间，对造成延误和效率损失的原因进行分类和数量的统计，开发有关增产的策略，解决生产中出现的问题，从而不断提高生产率。105第一百零五页，共一百一十七页。2、运输设备跟踪虚拟信标是IntelliMineGPS对移动设备进行跟踪的基础，IntelliMine在各呼叫点、装载点、仓库、破碎站、卸料点、车间、加油站，利用虚拟信标对移动设备进行跟踪。在IntelliMineGPS数据库中，虚拟信标是简单的数据单元。数据库中的每个虚拟信标都有与矿坑及矿图位置相符的南北、东西方向坐标。信标是由ID代码、和覆盖半径定义的。虚拟信标同时存储在机载计算机和主控计算机的内存中，生产人员根据生产环境的改变可以创建、关闭、移动、删除一个信标，通过无线电网络对信标进行更新。106第一百零六页，共一百一十七页。生产期间，安装在移动设备上的GPS接受器连续不断的测定该设备的南北、东西方向的坐标。利用环绕地球的GPS卫星的定位功能和GPS地面基准站偏差修正功能，将其定位精度控制在10m之内（根据用户需求）。当某台移动设备的定位信息与GPS数据库中的虚拟信标进行比较时（设备进入到虚拟信标的圆内），移动设备上的通讯处理器向中央处理器报告移动设备是进入还是离开该信标。该位置信息以文本格式出现在IntelliMine