露天矿连续工艺系统的移设技术

孙 晓

中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司 辽宁沈阳 110015

随 着我国露天采矿技术的发展，以轮斗—带式输送机—排土机为代表的连续工艺系统已在露天煤矿不断得到应用。目前，云南小龙潭、准格尔黑岱沟[1]、平庄元宝山[2]、霍林河南露天等露天煤矿均采用了这种连续开采工艺。在露天矿的开采过程中，为了满足采掘工作面和排土工作面的推进要求，整个连续工艺系统的设备要随之跟进移设。由于移设作业期间系统要全线停产，故而移设作业所耗时间，即移设作业效率会直接影响露天矿的采剥生产[3-4]。在以往的移设作业中，经常会有钢轨断裂、转载点定位不准确、移设后带式输送机跑偏等现象发生，导致移设作业效率过低。因此，总结经验教训，合理地安排移设程序，有效地组织人力、物力，顺利地完成移设作业，避免发生上述问题而造成返工，对于缩短停产时间，提高工艺系统的生产效率，具有重要的现实意义。

1 移设作业的基本内容

轮斗—沿坑带式输送机—排土机连续工艺系统的典型布置如图 1 所示，其移设作业具有代表性，笔者以此为基础，结合国内外的移设作业经验，探讨和总结连续工艺系统的移设技术。

图1 轮斗—沿坑带式输送机—排土机连续工艺系统典型布置Fig.1 Typical layout of continuous mining process involving wheeled bucket,belt conveyor alone pit and spreader in sequence

轮斗—沿坑带式输送机—排土机连续工艺系统的移设作业主要包括如下几项基本内容：

(1) 移设前的准备工作；

(2) 采掘工作面带式输送机的移设；

(3) 排土工作面带式输送机的移设；

(4) 端帮联结带式输送机的移置；

(5) 带式输送机线路上设备的移动；

(6) 移设后的调整和试运行。

2 移设前的准备工作

带式输送机新线路的地基应很好地进行平整、压实，必要时要铺垫碎石子，以免中间架钢枕下陷而影响带式输送机的正常运行，也便于以后的移设。对于采掘和排土工作面带式输送机移设所经过的地面应进行彻底清理，防止出现障碍物影响移设作业。带式输送机新线路必须经过测量并放线钉桩，木桩间距可按 1 个中间架单元长度来确定。这些木桩不要突出地面，以免妨碍移设作业。另外，可根据中间架钢枕的长度在中心桩的两侧划出 2 条平行线，用来检查和调整中间架的最终位置。机头站、机尾站及各自的锚固装置也都要划线定位，锚固坑可预先挖好。一定要做好边坡的护理工作，尤其是排土工作面台阶，防止滑坡事故发生。检查、修理中间架钢轨间的联接，钢轨与钢枕间的联接，以免在移设时发生钢轨联接处鱼尾板断裂或钢轨脱离钢枕。上述准备工作应尽可能在系统停产前完成，最大限度地缩短系统的移设停产时间。

在系统停产之后，应立即将轮斗、排土机和转载机 (皮带车 A) 和半固定转载机 (皮带车 B) 调往各自带式输送机的移设范围之外，将电缆车/漏斗车和卸料车调到各自带式输送机机尾处，移走所有影响移设作业的辅助设备。切断电源，解除张紧，放松输送带，拆除锚固装置，移设设备进入工作状态，对连续工艺系统设备全面进行移设。移设作业所需的设备主要为移设机、履带车、推土机、绞车、吊车和平板车等，此外，必须配备 1 台指挥运输车。

3 采掘 (排土) 工作面带式输送机的移设

采掘 (排土) 工作面带式输送机一般为移置式带式输送机，机头站[5]采用滑橇式或驮运式，中间架一般为单轨或双轨移置式。

3.1 机头站和机尾站的移设

机头站和机尾站的移设必须与中间架的移设同步进行，该项作业由履带车驮运或推土机拖拽完成，履带车的载质量和推土机的牵引力应根据机头站或机尾站的质量确定。待机头站和机尾站到达指定位置后，由吊车将锚固装置放入各自的锚固坑中，然后安装、埋设。

3.2 采掘 (排土) 工作面带式输送机中间架的移设

采掘 (排土) 工作面带式输送机中间架一般为单轨或双轨移置式，其移设通常由移设机来完成。带式输送机经过长时间的运行之后，中间架钢枕会牢牢地黏结在地面上，尤其是经过一段雨季后，钢枕与地面间的黏结会更加牢固，所以移设作业的第一步主要是将钢枕与地面松动分离。一般来讲，初次移设时，移设机应使用如下移设参数：

移设速度 v=2～3 km/h；

提起高度 H=0.15 m；

移设步距 W=0～0.2 m。

在此之后，移设机进入正常移设状态，这时的移设参数为：

移设速度 v=8～10 km/h；

提起高度 H=0.2 m；

移设步距 W=0.5～1.5 m。

对于双轨移置式带式输送机，移设步距不应超过1.0 m；对于单轨移置式带式输送机，移设步距不应超过 1.5 m。

在接近带式输送机新线路时，移设步距应适当减小，以便中间架能很好地调直。如果中间架参差不齐，可用移设机局部移设或用推土机推土板顶推协助调整。

移设中间架时经常会发生的几种情况及解决的办法如图 2 所示。

图2 带式输送机的移设过程Fig.2 Relocation process of belt conveyor

(1) 在正常情况下，移设机沿中间架线路单方向运行一次，中间架会产生一定的纵向错位。如果移设机以相同的移设参数来回运行，中间架的纵向错位就会抵消 (见图 2(a))。

(2) 由于中间架各部分的纵向错位不均，可能会发生中部隆起的情况。通过有目的地在中间架隆起处开始向两端移设，可将中间架中的“余量”问题解决(见图 2(b))。

(3) 与 (2) 恰好相反，可能会发生中间架中部钢轨张力过大，使鱼尾板拉坏的情况。此时，可通过从两端只到达中间架中部的移设来缓解 (见图 2(c))。

(4) 如果有意使中间架产生一个较大幅度的纵向错位，可通过移设机沿中间架线路单一方向多次运行来实现 (见图 2(d))。

值得注意的是，在寒冷的冬季移设中间架，首先要清理每根钢枕上面冻结的物料，然后由移设机来松动冻结在地面上的钢枕。具体的作业方法是：用移设机将钢轨提起，沿中间架线路运行 2、3 次，使所有冻结的钢枕脱离地面，然后再进行正常的移设作业。

4 端帮联结带式输送机的移置

端帮联结带式输送机的机头站、机尾站和中间架一般均为半固定式，机头站和机尾站由履带车驮运或由推土机拖拽移设，中间架则由吊车和平板车运输。

根据采掘工作面和排土工作面推进进度的安排，端帮联结带式输送机的移置有以下 3 种情况。

(1) 采掘、排土工作面带式输送机同步移设，端帮联结带式输送机相应移置，但长度不变。

在机头站处切断输送带，分开电缆，由履带车将机头站运至新的位置。对于中间架的移置，如果从机头至机尾全部前移，工作量势必过大。因此，可采用尾部中间架局部前置的方法：将需要前置的中间架上的上、下托辊拆卸下来，取下电缆钩上的电缆，由吊车吊起输送带，抽出中间架，再由平板车运送到头部，并定装好托辊；机尾站由推土机牵引，同时要用绞车在机头部拖动输送带随之前行，直至机尾站到达指定位置；最后疏导电缆，硫化输送带，安装、埋设锚固装置。

(2) 采掘工作面带式输送机前移，排土工作面带式输送机不动，端帮联结带式输送机在机头部延长。

机头站的移置与上一种情况完全相同，而中间架和机尾站不存在移置的问题，只需要在头部加设一定数量的中间架。然后铺设、加长输送带，接长电缆，安装、埋设机头站锚固装置。

(3) 采掘工作面带式输送机不动，排土工作面带式输送前移，端帮联结带式输送机在机尾处缩短。

机尾部中间架的取出与第 1 种情况相同，接着割去多余的输送带，由推土机将机尾站牵引到指定位置，然后硫化输送带，安装、埋设机尾站锚固装置。

5 带式输送机线路上设备的移动

采掘工作面带式输送机轨道上的电缆车/漏斗车和排土工作面带式输送机轨道上的卸料车的移动与各自带式输送机的移设同步协调进行。在移设中间架时，移设机在到达电缆车/漏斗车或卸料车前卸下移设头，然后牵引这些设备通过轨道的弯道，再安装上移设头继续移设中间架。端帮联结带式输送机上的半固定式漏斗车，可由绞车牵引移设。

6 设备就位之后的调整和试运行

用测量仪器校正机头站、机尾站中心，调整机头站、中间架和机尾站的纵向偏移和水平偏移，此时需要推土机配合调整。进行机械、电器设备和电缆线路的检查，启动带式输送机进行单机空载调试，最后进行系统试运行。调试完毕后，交付生产使用。

7 移设时间和移设效率

在连续工艺系统需要移设时，露天矿可根据人员和设备的情况，合理地安排移设程序。在人员、设备允许的条件下，可安排采掘、排土工作面带式输送机和端帮联结带式输送机同时进行移设和移置，这样可使移设时间最短，系统的停产时间也最短。

移设所需要的时间，其中 50% 投入移设作业，而另外 50% 则用于移设前后的准备、调整、调试等辅助工作。对于采掘、排土工作面带式输送机，机长越长，移设宽度越大，移设效率就越高。准备工作的好坏与否也直接影响到移设效率。一般情况下，移设效率为 2 000～3 000 m2/h。如果准备工作做得充分，移设效率可达 5 000～6 000 m2/h。目前，国外的移设效率最高可达 l0 000 m2/h。

8 结语

通过考察露天矿连续工艺系统设备的移设过程，并结合采剥生产的实际情况，总结完善了先进的移设技术和高效的移设程序，对于提高移设作业的效率至关重要。实践证明，随着我国露天采矿技术和装备水平的不断提高，只要充分做好移设前的准备工作，熟练掌握各个环节的移设技术，合理组织人员、设备和材料等，我国的移设作业效率完全可以达到或超过国际先进水平。