露天礦的運輸方式及設備選取研究

張書銘

中鐵十九局集團礦業投資有限公司新巴爾虎右旗分公司 內蒙古呼倫貝爾 021300

1 露天礦運輸的主要特點

1.1 運料單向性

露天礦的生產主要是將開采面采剝的礦石和巖石運送到選礦廠(貯礦場)和排土場，而其所涉及到的礦石及剝離的廢石運輸主要集中于單一方向。

1.2 運輸強度大

在露天礦(特別是剝采比大)的生產過程中，所開采的礦石和剝離的巖石數量龐大，因此，在保證礦山生產活動持續穩定進行的情況下，其運輸系統必須達到與其匹配的、足夠大的運輸強度。無論是礦石或巖石通常密度較大、硬度高且塊度不一，具有較強的磨耗性，因此要求運輸設備必須具有足夠的運載能力和較大的耐磨性[1]。

1.3 特定運輸線路的多變性

在露天礦開拓生產過程中，所采剝的礦石及巖石的裝卸點往往隨著生產進度需要進行調整，采場、堆場以及排土場臺階上的運輸網路亦需經常調整，故運輸線路的質量較低，需要經常進行檢修維護。

1.4 運輸組織的復雜性

從山坡露天開采轉入深凹露天開采時，運輸系統的工作條件會發生很大變化，而且露天礦運輸網路在巖石需分采和配礦時涉及到的運輸任務各向交織，運輸組織會變得十分復雜。

2 露天礦常見的運輸方式

2.1 鐵路運輸

（1）鐵路運輸的發展過程。鐵路運輸在早期的露天礦運輸中占據著絕對的主導地位。但由于大部分露天礦由山坡轉為深凹開采時運輸環境變得更為復雜，進而使得鐵路運輸的適應性大大降低，隨著新型運輸方式的不斷發展和完善，鐵路運輸逐漸被取代[2]。

（2）鐵路運輸具有的優點。鐵路運輸在早期露天礦運輸中具有的優點：①運輸能力大，給礦山生產經營的進行帶來了很多便利；②可選取的機車和相應的能源類型比較多，為露天礦山的生產提供了更多的可能性；③運輸過程更加穩定可靠，為礦山的安全生產和產能達標提供了保障；④鐵路運輸的成本遠遠低于汽車運輸。

（3）鐵路運輸具有的缺點。隨著人類科技水平的不斷發展，鐵路運輸的缺點日趨明顯：①基建期對時間和資金投入的要求較高；②爬坡能力不強且所需轉彎半徑大，對地理環境要求較高；③運輸方式受到開采深度的嚴重制約。

2.2 汽車運輸

（1）汽車運輸的應用。各種重型的裝載設備和自卸汽車的誕生為露天礦山特別是深凹型礦山的運輸帶來了極大的便利。

（2）汽車運輸具有的優點。在露天礦山開采中汽車運輸具有的優點：①機動靈活，可適應各種復雜的地形條件；②爬坡能力較強，在相同的條件下可縮短運距；③前期所需工程量小，能較大幅度地降低時間和資金投入；④可減小排土場的占地面積并提高排土效率[3]。

（3）汽車運輸具有的缺點。雖然對露天礦來說汽車運輸具有很多優點，但其自身還存在不少缺點：①單位運輸成本高，不適合長距離運輸；②容易受氣候影響，在大霧、雨雪條件下行車十分困難；③在深凹型露天礦中，汽車運輸容易污染礦坑內的空氣；④維修和保養工作量大，需要較多的人力投入。

2.3 膠帶運輸機運輸

（1）膠帶運輸機的興起。隨著現代生產生活機械化和自動化的不斷發展，大型膠帶運輸機的生產技術日趨成熟，特別是隨著移動式破碎機和移動式輸送機的應用，膠帶運輸機被越來越多地應用到露天礦的運輸過程中[4]。

（2）膠帶運輸機具有的優點。作為一種連續的運輸方式，膠帶運輸具有很大的運輸優勢：①相較于鐵路和汽車運輸，其運力更大；②爬坡能力更強。某些大傾角的膠帶運輸機的運輸坡度可以達到40°甚至更高；③運行更加可靠，噪聲低，對環境影響特別小；④運行時能源消耗少，運輸成本低。

（3）膠帶運輸機具有的缺點。膠帶運輸機運輸也有其自身的缺點：①基建期所需投入的資金較多；②膠帶機運輸對礦體顆粒的大小要求更為嚴格，因而增加了破碎成本；③礦巖濕度較大時容易卡帶，從而減短了膠帶的使用壽命；④與汽車運輸一樣，受天氣影響較大。

2.4 聯合運輸

聯合運輸是指從采場工作面的裝載點到卸載點(破碎站、礦石堆場或廢石場)之間采用兩種以上(含兩種)的運輸方式相結合。聯合運輸具有的優點：可以降低礦石和巖石的運輸成本，從而有效改善并銜接生產工序的技經指標；缺點是必須設立轉載站將礦巖進行轉載[5]。

“汽車-破碎站-膠帶”運輸這種高效率、半連續的開拓方式已成為大型露天礦的發展趨勢。雖然該運輸方案初期投資較大，但隨著露天礦山特別是大型深凹露天礦采剝生產的不斷進行，該方案的優勢將會越來越明顯，在今后相當長的一段時間內，“汽車-膠帶”半連續的運輸方式將成為大型深凹露天礦的最優選擇。

3 結語

露天礦山運輸系統作為露天礦山生產的大動脈，直接影響到露天礦山生產的經濟效益。因此，在礦山運輸系統的規劃與建設中，礦山企業不僅需要順應科技發展，立足礦山自身實際，還應對技術手段和經濟指標進行深入的研究分析，從而選擇更加科學合理、經濟高效的運輸方式。