礦用移置式帶式輸送機結(jié)構(gòu)介紹及應(yīng)用探討★

武建強，孫 剛

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西 太原 030024）

引言

連續(xù)及半連續(xù)開采工藝在當(dāng)今全球露天礦山得到了廣泛應(yīng)用，它具有節(jié)能高效、綠色環(huán)保、智能化程度高等優(yōu)點。連續(xù)開采工藝流程：斗輪挖掘機→移置式帶式輸送機→干線帶式輸送機→移置式帶式輸送機→排土機（包含卸料車）；半連續(xù)開采工藝流程：卡車→固定或半移動破碎站（單斗挖掘機→自移動破碎站→移置式帶式輸送機）→干線帶式輸送機→移置式帶式輸送機→排土機（包含卸料車）[1]?？梢钥闯鲆浦檬綆捷斔蜋C已然成為了連續(xù)及半連續(xù)開采工藝中的關(guān)鍵設(shè)備之一。

1 設(shè)備分類及移設(shè)過程

1.1 設(shè)備分類

為了滿足連續(xù)及半連續(xù)露天礦開采工藝，需要一種無需地腳固定，并能滿足整體移動，適應(yīng)性強的移置式帶式輸送機設(shè)備。它可根據(jù)露天采場或排土場工作面的推進作側(cè)向移置或長度方向上的延伸及縮短。由于這種輸送機在露天作業(yè)并要經(jīng)常移置，要求其結(jié)構(gòu)對各種氣候條件和地面條件適應(yīng)性高,關(guān)鍵技術(shù)難度高。

移置式帶式輸送機主要由機頭站、機尾站和中間機架三部分組成，根據(jù)受、排料工藝要求分為高式頭站型和低式頭站型移置式帶式輸送機。高式頭站型移置式帶式輸送機一般用于銜接位于采場的斗輪挖掘機或自移式破碎站和后續(xù)干線固定式帶式輸送機；低式頭站型移置式帶式輸送機一般用于排土場與排土機配套使用，將廢料進行連續(xù)排棄。高式頭站型又分自移式與半移動式兩類，前者應(yīng)用最多的是履帶自行式，后者則包括滑撬式和履帶車馱運式，目前應(yīng)用較為廣泛的形式為滑撬式頭站，機頭站除鋼結(jié)構(gòu)外通常還包括驅(qū)動滾筒、改向滾筒、托輥組、驅(qū)動裝置及張緊系統(tǒng)等。機尾站為底部帶滑撬的焊接結(jié)構(gòu)，其上部通常設(shè)置有驅(qū)動滾筒、增面滾筒、托輥組、驅(qū)動機構(gòu)及受料槽等。中間機架由若干相同構(gòu)架組成。各構(gòu)架通過位于其兩側(cè)的鋼軌（單軌或雙軌）串聯(lián)成一體。單軌除聯(lián)結(jié)各機架外，同時供移設(shè)時使用，雙軌還可兼作受料車或卸料車的行走軌道[2]。一般每組中間架下部設(shè)有兩個鋼結(jié)構(gòu)軌枕，機架上安設(shè)有吊掛托輥組以支承輸送帶并可滿足設(shè)備整體拖拽移設(shè)要求。加長和縮短輸送機長度是通過增加或減少中間機架的機架數(shù)目來實現(xiàn)，不帶鋼軌的中間架僅用于滿足帶式輸送機的延伸及縮短工藝。

移置式帶式輸送機根據(jù)開采或排土工藝將移設(shè)過程分為平行移設(shè)、扇形移設(shè)、扇形和平行聯(lián)合移設(shè)?？捎赏仆翙C改造而成的專用移設(shè)機拖拽輸送機一側(cè)軌道作連續(xù)移設(shè)（見圖1），或采用多臺液壓鉤機等移動設(shè)備進行拖拽移設(shè)（見圖2）。

圖1 采用移設(shè)機拖拽移設(shè)

圖2 采用液壓鉤機拖拽移設(shè)

1.2 移置式帶式輸送機移設(shè)過程

在移設(shè)之前，先將移設(shè)工作面平整好，將運輸機上膠帶放松，再將帶式運輸機中間架的螺栓扭松，使整個機架處于活動狀態(tài)，這樣就可以用移設(shè)機進行移設(shè)作業(yè)了。

例如，采用移設(shè)機移設(shè)時首先通過移設(shè)機的夾軌器機構(gòu)夾住帶式運輸機的一側(cè)鋼軌，再將鋼軌通過提升油缸的推力向上抬起一定高度（約15～20 cm）以減少地面阻力，移設(shè)機開始回轉(zhuǎn)一個角度前進，利用主機的牽引力將膠帶運輸機拖出一個步距，移設(shè)機再沿膠帶輸送機的方向來回行駛來完成移設(shè)輸送機的工作。

2 設(shè)備研制及移設(shè)工藝

2.1 移置式帶式輸送機的研制

太原重工股份有限公司結(jié)合使用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)和計算機建模等新技術(shù)，于2019 年研制出國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的大型移置式帶式輸送機設(shè)備，并將同與其一起研制出的排土機、單臂堆料機等設(shè)備成套出口南美洲某國大型露天銅礦。移置式帶式輸送機主要參數(shù)見表1，其二維圖見圖3、圖4。

表1 移置式帶式輸送機主要參數(shù)

圖3 FBC5 移置式帶式輸送機二維圖

圖4 FBC6 移置式帶式輸送機二維圖

設(shè)計過程中針對設(shè)備用戶所在地為熱帶雨林氣候，需考慮配套電氣系統(tǒng)中設(shè)備的絕緣及防雨設(shè)計，如采取在電氣柜中安裝帶自動檢測功能的溫、濕兩用傳感器，對電氣柜通過安裝加熱器進行有效除濕；電動機帶除濕加熱器，接線盒設(shè)置在易于排水的方位；提高戶外用保護開關(guān)等電氣元器件的防護等級；電氣室安裝帶有除濕功能的工業(yè)空調(diào)等措施。

機械結(jié)構(gòu)方面，方案設(shè)計前期，結(jié)合用戶特有物料特性及當(dāng)?shù)貧夂蛩鶎?dǎo)致的設(shè)備安裝接地比壓較低對設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計提出更高的要求。其中高式頭站采用性價比更高、維護使用方便的滑橇式結(jié)構(gòu)，包含鋼結(jié)構(gòu)、驅(qū)動站、托輥組、各種滾筒、防護罩及液壓張緊機構(gòu)等，結(jié)構(gòu)布局緊湊、受力較為復(fù)雜；低式尾站同樣采用了滑橇式結(jié)構(gòu)，包含鋼結(jié)構(gòu)、受料槽，托輥組、各種滾筒及防護罩等機構(gòu)，并且預(yù)留了驅(qū)動機構(gòu)的安裝接口。技術(shù)設(shè)計過程中，通過采用有限元分析對上述主要機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，如圖5 和圖6 分別是對高式頭站及低式尾站的應(yīng)力分析圖，最終確保了設(shè)備整體設(shè)計的合理性和可靠性。

圖5 高式頭站應(yīng)力圖

圖6 機尾站應(yīng)力圖

2.2 移置式帶式輸送機移設(shè)工藝

該系統(tǒng)中FBC5 與FBC6 均位于排土場。FBC5為高式頭站設(shè)計，根據(jù)排巖工藝前期與FBC6 的機尾站進行銜接，兩帶式輸送機成垂直布置，F(xiàn)BC6 為低式頭站設(shè)計，為末端帶式輸送機，滿足卸料車走行及排土機在其頭站上部轉(zhuǎn)彎等要求，另外通過FBC5長度方向距離伸縮來滿足FBC6 的平行移設(shè)。

排巖（或排土）數(shù)年后，隨著排土場的變化及單向排巖距離加大，F(xiàn)BC5 與FBC6 將合并為一條帶式輸送機并隨著排巖年限逐漸延伸至2 300 m 長，F(xiàn)BC6 的機頭、機尾站驅(qū)動機構(gòu)數(shù)量也將通過前期預(yù)留接口增加至三驅(qū)動（兩頭一尾），來確保設(shè)備延伸后的動力要求，然后圍繞上游帶式輸送機給料點進行扇形排料，該礦山綜合采用了平行和扇形聯(lián)合移設(shè)工藝。

3 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，促進了露天采礦業(yè)的迅速擴張及露天礦山開采設(shè)備的快速發(fā)展。高效、節(jié)能、設(shè)備大型化已經(jīng)成為大型露天礦山開采設(shè)備發(fā)展的趨勢。作為連續(xù)及半連續(xù)開采成套設(shè)備中關(guān)鍵設(shè)備之一的移置式帶式輸送機，其應(yīng)用范圍也將越來越廣，而長距離、大運量及智能化礦用移置式帶式輸送機一直被國外公司如德國蒂森克虜伯、瑞典山特維克等礦業(yè)巨頭壟斷，此次太原重工股份有限公司6 000 t/h 級以上移置式帶式輸送機的自主研制成功和走出國門打破了國外公司在全球市場的壟斷，同時，對于推動社會經(jīng)濟可持續(xù)、快速發(fā)展也具有重要意義。