露天礦山膠排系統(tǒng)小高差升段的應(yīng)用

黃耀春

（鶴慶北衙礦業(yè)有限公司，云南 大理 671507）

近年來，膠帶運輸逐漸成為大型露天礦開采的一種發(fā)展趨勢，是一種高效率、低成本、連續(xù)、半連續(xù)運輸?shù)拈_拓方式。該工藝雖然初期投資高，但總投資比單一的汽車運輸?shù)?，而且生產(chǎn)費用低。

某露天礦山封閉圈至作業(yè)臺階高差超200m，采用單一的汽車運輸-推土機排土模式，汽車運距超6.2Km，運輸成本占總成本月60%，盈利能力大幅降低。為解決運輸成本超高難題，于2015年引進膠排系統(tǒng)，該系統(tǒng)由破碎站、固定輸送帶、移置式輸送帶、轉(zhuǎn)載站、排土機等生產(chǎn)設(shè)施組成；廢石通過自卸汽車運輸，入兩臺破碎機卸料口，經(jīng)兩臺破碎機破碎，由破碎機皮帶轉(zhuǎn)載到帶式輸送機系統(tǒng)；經(jīng)三條固定帶式輸送機和兩條移置式帶式輸送機系統(tǒng)運輸至落家井排土場，通過排土機排棄。

1 礦用排土機的升段方式

傳統(tǒng)膠排升段以大高差為主，一次升段高差以40m～60m為宜。升段高差大，單次升段排土庫容多，排土機作業(yè)位置相對固定，且移動頻率大幅降低，能降低排土機故障，可提膠排系統(tǒng)總體運行效率。但大高差升段時需要汽車修筑移設(shè)平臺，排土機走車坡度不小于1%，若單次升段高差大，則汽車超運距堆排或倒運的方量較大，致使修筑移設(shè)平臺成本大幅升高；修筑升段平臺時要確保移設(shè)場地平整，平臺及移設(shè)邊坡坡度需控制在±3°以內(nèi)；為預(yù)防場地沉降，要求地基必須進行夯實處理，也會造成移設(shè)成本增加，不經(jīng)濟。

鑒于上述原因，為緩減成本增加及移設(shè)進度緩慢壓力，探索新的升段移設(shè)方式勢在必行。

結(jié)合排土實際，擬調(diào)整升段方式，將大高差一次升段調(diào)整為小高差升段。利用排土機作業(yè)完成初始移設(shè)平臺修筑，不需用汽車配合修筑移設(shè)平臺，減少汽車超運距排土費用。移設(shè)時分兩步驟升段至所需標高，第一次采用扇形升段方式將P2頭部升段至所需標高，第二次采用矩形升段方式將P2尾部和P1頭部升段至P2標高，經(jīng)兩次獨立升段后，P2和P1頭部整體升段至設(shè)計標高。一次升段高度為排土機上排的高度沉降后的最高高度。

排土時排土機橫向排棄至排土機最大排土距離，再按照移設(shè)方向，以不大于1%的坡度、以扇形移設(shè)模式由高至低依次排棄，以減少場平推排量；待完成第一次移設(shè)后，再從反方向提高標高至第一升段最高標高，和第一次升段保持平行，全臺階所有標高均升段至同一水平，即完成一次小高差升段。

2 排土機作業(yè)時安全距離的確定

排土作業(yè)時應(yīng)現(xiàn)確定最小移設(shè)平臺寬度，便于確定各關(guān)鍵設(shè)備及排土作業(yè)安全距離，以確保坡面移設(shè)順利實施。

根據(jù)移設(shè)經(jīng)驗，一般最小移設(shè)平臺寬度按下式選?。杭醋钚∫圃O(shè)平臺寬度=皮帶機架外側(cè)安全距離+機架寬度+機架與排土機安全距離+排土機基座寬度+排土機與邊坡坡頂安全距離；其中因皮帶機架實際沉重較小，同時內(nèi)側(cè)還增設(shè)皮帶移設(shè)坡面，安全距離選取可適當減少，以3m為宜；機架與排土機安全距離以滿足皮帶正產(chǎn)作業(yè)行走安全為主，該距離可按排土機和皮帶作業(yè)間隙要求靈活選取，建議不小于3m；排土機自身重量較大，作業(yè)時還需承受帶速動能和待料量，且邊坡靠近坡頂，易沉降，承載力較小，因此排土機與邊坡坡頂安全距離選取為后期運行關(guān)鍵，按照單次升段15m而論，該安全距離應(yīng)不小于20m為宜。

3 不同移設(shè)的特點及應(yīng)用效果

在進行膠排系統(tǒng)小高差升段時，在移設(shè)面需修筑坡度不小于20%（11°）的橫向邊坡；坡度選取可根據(jù)移設(shè)設(shè)備功率大小和爬坡能力做適當調(diào)整，但最大坡度不大于30%（18°）；同時需進行夯實處理，并保持邊坡平整。移設(shè)時務(wù)必確保所以移設(shè)設(shè)備同步移動，走車長度、皮帶架離地距離、負荷應(yīng)趨于平衡；否則易折斷皮帶架鋼軌以及單次移設(shè)距離不均勻，移設(shè)后期鋼軌修復和皮帶架鋼軌校核難度大，影響移設(shè)工期。

小高差升段能充分發(fā)揮其機動靈活的移設(shè)特點，適應(yīng)性強，若急切進行應(yīng)急移設(shè)或是開辟新的庫容，該種移設(shè)方式效率較為明顯；其次所有移設(shè)平臺均有排土機排排棄而成，在排土過程中可初步形成移設(shè)平臺坡度，降低輔助施工成本，減少設(shè)備推排量，降低推排費用；同步減少作業(yè)和膠排生產(chǎn)平行作業(yè)的影響，減少移設(shè)準備工期，施工順序較為順暢。

升段移設(shè)中膠帶移設(shè)時間占總體移設(shè)較多，移設(shè)至設(shè)計中心線后，可平行進行機架、皮帶校核、管網(wǎng)修復、大件設(shè)備安裝等作業(yè)；在移設(shè)時無需切斷皮帶（或切除皮帶段數(shù)較少）及皮帶架，減少拆除皮帶、皮帶架和硫化皮帶及焊接皮帶架時間，可減少移設(shè)工期；一般而言，小高差升段較大高差升段工期減少約20%，提高系統(tǒng)開機臺時。二是移設(shè)時使用的設(shè)備種類及數(shù)量較多，且多數(shù)設(shè)備平行作業(yè)現(xiàn)象突出，施工組織難度大。三是作業(yè)時要求設(shè)備操作人員同步作業(yè)，皮帶架軌枕斷裂以及移設(shè)長短不一現(xiàn)象在移設(shè)初期較為明顯，造成移設(shè)到位后校核作業(yè)量偏高，也會降低鋼軌使用壽命。

4 結(jié)語

膠排系統(tǒng)小高差升段其實質(zhì)是采用“兩次扇形移設(shè)+一次升段=升段移設(shè)”的施工模式，該種移設(shè)方式適應(yīng)性強，尤其是對于中小型排土場以及很急切增加庫容的排土場具有較強的現(xiàn)實指導意義。

若排土場庫容大，排土平臺較寬，增加庫容主要為增加排土標高的排土場，靈活使用扇形、矩形以及混合等移設(shè)方式，為減少排土過程排土機移設(shè)頻率，可采取“2次～3次小高差升段=大高差升段”的施工模式，即在一工期內(nèi)連續(xù)升段，單次升段高度達40m～60m，實現(xiàn)排土機自排移設(shè)升段的效果。