浅谈石灰石矿山连续化开采输送技术与应用

左洪川

唐山冀东装备工程股份有限公司，河北 唐山 063000

浅谈石灰石矿山连续化开采输送技术与应用

左洪川

唐山冀东装备工程股份有限公司，河北 唐山 063000

当前石灰石矿山的运营同其它矿产资源一样，正朝着大型化、连续化、液压化和智能化方向发展。石灰石矿山连续化开采输送技术是以全移动式破碎机为核心，随采矿工作面的推进而跟进，实现连续化生产。这主要体现在开采工艺和装备的不断更新发展上，这些装备包括移动破碎机、转载桥、移动皮带、移置皮带等设备。

连续化开采 移动破碎机 转载桥 移动皮带 移置皮带

0 引言

开采、输送系统是石灰石矿山设计、建设以及生产组织和技术管理的核心内容。其技术进步是与开采工艺和装备的不断更新发展密切相关的。传统开采输送工艺主要特点是破碎机位置固定不动，汽车运输距离较长，其工艺流程一般为：穿孔→爆破→铲装→汽车运输→固定式破碎机破碎→固定式长胶带运输机→原料堆场。半连续化开采输送工艺的破碎机位置随着采矿工程的延伸，每隔一定时间段移动一次，汽车运输距离较短，其工艺流程为：穿孔→爆破→铲装→汽车运输→半移动式破碎机破碎→固定式长胶带运输机→原料堆场。当前石灰石矿山的运营同其它矿产资源一样，正朝着大型化、连续化、液压化和智能化方向发展。石灰石矿山连续化开采输送技术是以全移动式破碎机为核心，随采矿工作面的推进而跟进，实现连续化生产。连续化开采输送工艺流程为：穿孔→爆破→铲装→移动式破碎机破碎→移动式胶带运输机→移置式胶带运输机→固定式长胶带运输机→原料堆场。本文仅就当前石灰石矿山连续化开采输送技术的研发现状与应用情况进行介绍。

1 石灰石矿山连续化开采输送技术的研发现状

1.1 大型矿用移动破碎机

欧美等发达国家，自上世纪70年代开始，就研发成功了以履带式移动破碎机为主机设备的连续化开采输送工艺系统，并成功应用于不同类别及产能的矿山。国内伊敏河矿、平朔矿等大型露天煤矿通过进口欧美连续化开采设备，对连续化开采输送工艺系统有所应用。近年来，我国一些专业公司在矿业开发的系统设计、设备制造、安装工程全方位服务上走出了一条创新之路。

我公司对大型移动破碎机再创新制造，在噪音污染、粉尘排放、能耗指标方面均能达到欧洲先进标准，是节能环保的高端移动破碎设备（见表1、图1），填补了矿山移动破碎机国产化生产的空白，设备实地运行各项技术指标均达到设计要求。该系统已获得国家实用新型专利证书（专利号：ZL201520404478.0）

表1 履带式移动破碎机系列产品的主要技术参数

图1 MCI1416型移动破碎机石灰石矿山应用

1.2 转载桥

从国外成功应用案例分析可知，转载桥是连接移动破碎机与后续各类皮带输送机的关键设备，是整套连续化开采输送系统的灵魂设备。这是由于转载桥实现了移动破碎机在爆破现场的跟进作业，实现了灵活的工艺避炮需求，同时也为不同矿山的破碎配料、不同台段间物料输送等需求提供了良好的解决方案。可以说，拥有了转载桥的开采输送系统方案才会真正实现连续化生产。值得注意的是，移动转载桥的规格能力取决于他所应用的矿山采矿工艺设计情况。目前已研发成功的移动转载桥重要参数见表2，输送能力、爬坡能力、垂直提升物料高度等均可满足常见石灰石矿山采矿需求。因此，采矿工艺设计者要以满足生产要求及降低矿山投资为目的，结合矿山生产实际情况来选取不同规格的移动转载桥（见图2）来配合移动破碎机形成矿山连续化采矿工艺系统。

1.3 移动胶带输送机

矿用移动胶带输送机（见图3）是简易式移动带式输送机的加强设计，但又不同于传统意义上的轮式移动皮带。此类移动皮带没有单独的动力，移动皮带的转场行走、避炮等依靠于外部设备动力，整体长度控制在25 m～40 m左右，标准模块化设计，可多节连续使用，最大程度地提高了移动皮带的移动可靠性，尤为重要的是设备成本低、维护简单方便，很好地保证了矿山恶劣环境下移动皮带使用的可靠性。在以功能区分设备作用的前提下，移动皮带与移动转载桥的作用是相同的。但在考虑了设备投资以及一些生产场地极为狭小的矿山后，移动胶带输送机有其独特的使用范围。

移置胶带输送机是在传统固定式带式输送机的结构基础上优化升级而来，其设计思想是为了使带式输送机更适应矿山复杂地形及各种使用条件。由于移置胶带输送机主要是在采场内短期应用，因此设计采用模块化设计理念，去除了固定式带式输送机建设周期较长的土建基础部分，用钢结构枕木取代，枕木之上设有轨道，落料车可在轨道上行走，以适应采矿工艺上落料点的变化需求。在矿山连续化开采中，随着采面的剥离进程，后续输送机面临需不断移位的问题，而移置式输送机的使用，使得这项工作无论是在时间上，还是资金人力上都得到了大量的节省。

表2 移动转载桥规格参数

图2 移动转载桥设计图

图3 移动胶带输送机设计图

2 矿山连续化开采输送系统应用案例

冀东水泥黑龙江有限公司为拥有预分解窑水泥生产线的现代化企业，具有较高的生产自动化水平，其自有石灰石矿山是国内首家拟采用矿山连续化开采工艺系统的水泥矿山（见图4），矿山生产建设规模4 500 000 t/a。

根据矿山情况进行的投资计算报告显示，矿山连续化开采工艺系统建设总投资较传统矿山开拓工艺系统建设总投资节约资金近千万元。其中，两种方案工程机械、破碎机械等设备投资差异不大；传统矿车开拓运输系统中，固定破碎机土建及运输道路修建费用较高。

图4 水泥厂矿山连续化开采工艺系统调试现场

对两个方案生产运营成本进行了初步的分析比较，经过模拟运行分析，传统矿车开拓工艺系统生产运营成本约14元/ t，且生产成本随采矿年限的增加呈上升趋势；矿山连续化生产工艺生产运营成本约12元/t，且总体运营成本平稳。传统矿车开拓运输系统中，矿车司机的人工费用及矿车维修费用、轮胎消耗费用、柴油消耗费用等占据矿山石灰石生产运营成本较大份额，由于此矿山属于典型凹陷开采矿山，随釆面的不断下降，矿车运距及爬坡耗能不断增加，将造成运输成本增加。而矿山连续化开采方案工艺上采用转载桥、移动皮带等皮带输送机取代矿车运输，故此类费用将大幅降低。

3 结束语

近年来，水泥生产企业受国内工业整体状况的影响，水泥市场销售情况日益严峻，广大居民对生态文明建设的诉求越来越高，国家对矿山生产的环保要求愈加严格。这必将促进水泥矿山围绕着降低生产成本、保护生态环境而作出传统生产工艺上的改进。由于水泥矿山矿车运输距离及路况状态不同，矿石运输成本占到矿山开采总成本的30%～60%，因此节省矿山开采成本的最大潜力在于矿石的运输。而为替代矿车运输所采用的连续化开采输送系统，其运输中的无效载荷大大降低，运输安全性也得到了大幅提高。综合考虑矿山建设总投资、矿山生产运营成本以及矿山整体环保情况、尾气排放等问题，矿山连续化开采输送系统与传统矿车运输开拓系统相比，其优势明显，有着更大的社会经济效益。

2016-06-12）

TQ172.687

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1008-0473(2016)05-0060-04

10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.05.013