露天礦大型排土機安裝工藝研究

劉海葉

中煤第九十二工程有限公司 河北邯鄲 056106

近年來，隨著大型露天礦不斷開發(fā)，其生產(chǎn)能力越來越大，對大型半連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)的安裝要求也越來越高。露天礦半連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)主要由電鏟、移動式破碎站、帶式輸送機、堆取料機、排土機、電氣部分等設(shè)備組成，排土機作為半連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，在整個系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。排土機主要由受料臂、卸料臂、配重臂、卸料尾車、操作室、行走機構(gòu)、底盤、回轉(zhuǎn)平臺、塔架、桅桿及俯仰油缸、配電室、液壓及潤滑系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等主要部分組成，設(shè)備結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、體積重量龐大、安裝工藝繁瑣、施工安全隱患多，在排土機安裝施工過程中既要保證施工安全、工程質(zhì)量，又要節(jié)省施工成本，提高經(jīng)濟效益[1]。

1 項目背景

露天礦半連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)主要由電鏟、移動式破碎站、帶式輸送機、堆取料機、排土機、電氣部分等設(shè)備組成，其中排土機為半連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)的末端設(shè)備，主要作用是將來自可移動梯段帶式輸送機的物料排卸在料堆上，相對于其它排土機方法，一次性排棄物料面大量多，自動化程度高，輔助作業(yè)時間少。露天開采剝離物料（土、巖石）經(jīng)電鏟→移動式破碎站→帶式輸送機→排土機排送至礦坑外部，該系統(tǒng)是國際上露天開采最先進的剝離工藝之一。

近年來，隨著大型露天礦不斷開發(fā)，其生產(chǎn)能力越來越大，對大型半連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)的安裝要求也越來越高，排土機作為半連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，在整個系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

排土機主要由受料臂、卸料臂、配重臂、卸料尾車、操作室、行走機構(gòu)、底盤、回轉(zhuǎn)平臺、塔架、桅桿及俯仰油缸、配電室、液壓及潤滑系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等主要部分組成，設(shè)備結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、體積重量龐大、安裝工藝繁瑣、施工安全隱患多，在排土機安裝施工過程中既要保證施工安全、工程質(zhì)量，又要節(jié)省施工成本，提高經(jīng)濟效益。

我公司承接的中煤平朔東露天礦排土機安裝工程，是中煤集團第一臺排土機，也是國內(nèi)最大型的排土機，型號PA200，由奧地利SANDVIK（山特維克）公司設(shè)計、制造。該排土機高26米，重900t，皮帶寬度B=1800mm，處理量Q=9000t/h，卸料臂可以俯仰調(diào)節(jié)高度，最大高度19m，最小高度1.5m，卸料臂長度50m，受料臂長度50m，卸料尾車軌道寬度4m。由于排土機體積、重量龐大，只能分體制作完畢后運至施工現(xiàn)場進行組裝安裝，為保證施工安全高效，必須正確安排各構(gòu)件的施工順序、合理設(shè)置臨時支撐、保證設(shè)備的平衡穩(wěn)定。排土機在我國當(dāng)前沒有相關(guān)的安裝規(guī)范及技術(shù)文件提供參考，為提高施工效率，需總結(jié)出一套完整的排土機安裝工藝，來解決相應(yīng)的技術(shù)難題。

2 排土機施工工藝的確定

針對排土機系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)分析，將排土機分為十大部分：1、底盤，2、回轉(zhuǎn)平臺，3、塔架，4、卸料臂，5、受料臂，6、配重臂，7、桅桿及俯仰油缸，8、卸料尾車，9、配電室、操作室及電纜，10、液壓及潤滑系統(tǒng)。

根據(jù)排土機的整體結(jié)構(gòu)制定施工工藝流程：

施工準(zhǔn)備→底盤安裝→回轉(zhuǎn)平臺安裝→塔架組裝→卸料臂安裝→受料臂安裝→桅桿及俯仰油缸、配重臂安裝→卸料尾車安裝→液壓、潤滑系統(tǒng)安裝→配電室、操作室及電纜（根據(jù)需要個別部件隨設(shè)備安裝同時進行，避免狹窄部位操作困難）→調(diào)試。

3 主要施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

排土機安裝前首先對安裝場地進行整體規(guī)劃，確保排土機在安裝過程中各個部件之間不干擾，且對排土機安裝完成行走的方向提前考慮，并制作合理的施工平面布置圖。根據(jù)施工平面布置圖對施工場地進行測量放線，標(biāo)記定位點，排土機主體部分自重約700t，如果地基不穩(wěn)，排土機在安裝過程中隨重量不斷增加，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)下沉，使排土機重心發(fā)生偏移，通過計算排土機的對地比壓要求為105kN/㎡，現(xiàn)場制作兩個混凝土基礎(chǔ)平臺，尺寸大于履帶的底面[2]。

3.2 底盤安裝

底盤安裝順序為：中心座就位→平衡梁安裝→兩側(cè)履帶梁安裝→履帶及驅(qū)動安裝。首先將底盤中心座吊裝就位，根據(jù)圖紙要求調(diào)整中心座位置、水平度、標(biāo)高（標(biāo)高比實際高度高出150mm，以便兩側(cè)履帶梁的安裝），然后安裝平衡梁軸銷及平衡梁，該軸銷為過盈配合，是排土機安裝的難點，采用軸銷冷卻裝配工藝，最后安裝履帶梁及履帶。

3.3 回轉(zhuǎn)平臺安裝

旋轉(zhuǎn)軸承是回轉(zhuǎn)平臺的主要裝置，首先安裝旋轉(zhuǎn)軸承，然后將回轉(zhuǎn)平臺與側(cè)翼進行組裝，最后將回轉(zhuǎn)平臺吊裝到底座上安裝就位。

軸承安裝時要進行校準(zhǔn)，利用螺旋千斤頂、百分表等工具測量旋轉(zhuǎn)軸承的彈性變形，至少測量6次，保證其橢圓度符合要求。然后進行安裝，軸承內(nèi)套與下部結(jié)構(gòu)通過M3010.9級螺栓相連，為保證旋轉(zhuǎn)軸承與下部達(dá)到良好的固定，用十字對稱法對螺栓進行緊固，所有的螺栓緊固到規(guī)定的張力，緊固力要符合技術(shù)要求。

3.4 塔架安裝

塔架一般由四部分組成，各部分之間采用焊接連接，為保證焊接質(zhì)量，焊接作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)備設(shè)計文件要求進行，采取合理的焊接工藝措施，焊接完成后將塔架吊裝至回轉(zhuǎn)平臺安裝就位[3]。

3.5 卸料臂安裝

卸料臂的主要工作部件為帶式輸送機，是可以隨排土機移動并旋轉(zhuǎn)的皮帶走廊。根據(jù)生產(chǎn)能力大小不同，卸料臂長度、輸送機寬度也各不相同。卸料臂一般由多段組成，中間采用高強螺栓連接，梁側(cè)采用焊接連接。在卸料臂安裝前首先制作兩個臨時支撐架，選用25# H型鋼、DN200鋼管和20#槽鋼制作，高度8米，保證其有足夠的強度和高度支撐卸料臂。各段在地面分別組裝，組裝時將可安裝的附件一起安裝到位，然后采用汽車吊對各段卸料臂進行吊裝，在卸料臂的中部和頭部設(shè)置臨時支撐，將首段安裝在回轉(zhuǎn)平臺上，然后將各段分別安裝對接就位，最后安裝皮帶驅(qū)動并放皮帶。

3.6 受料臂安裝

受料臂與卸料臂的構(gòu)造及安裝工藝基本相同，機尾段采用高強螺栓連接，其他各段采用焊接方式連接。同樣采用在地面分段組裝，然后采用汽車吊對受料臂進行吊裝，將其安裝在塔架上。

3.7 桅桿安裝

桅桿上部爬梯及操作臺、鋼絲繩在地面組裝，根據(jù)卸料臂的位置計算俯仰油缸的長度，油缸缸體伸出后將油缸各個油嘴封閉。然后用吊車吊裝桅桿就位，并將其調(diào)整至合理的角度，另一吊車吊裝油缸至塔架頂部與支撐臂連接，然后將桅桿下部四根鋼絲繩連接在卸料臂上。

3.8 配重臂安裝

先將液壓站、潤滑站、走臺、欄桿在地面安裝在配重臂上，然后整體吊裝。配重臂本身與塔架采用兩條拉筋以及兩條軸銷連接，每條拉筋均為兩段，該兩段拉筋在地面組裝，并用槽鋼對其中間連接部位加固，以便整體吊裝。組裝完畢后首先吊裝配重臂，然后吊裝拉筋，將配重臂尾部與塔架頂部連接在一起。

3.9 卸料尾車安裝

卸料尾車分為行走機構(gòu)、車架鋼結(jié)構(gòu)、操作平臺、滾筒及托輥等部件，采用自下而上的順序安裝。首先鋪設(shè)80m臨時軌道，作為卸料尾車的基礎(chǔ)，將行走機構(gòu)安裝在軌道上，然后在其上部安裝車架鋼結(jié)構(gòu)，最后完善操作平臺、滾筒、托輥、溜槽等零部件。

3.10 液壓潤滑系統(tǒng)安裝

總體管路布線必須符合圖紙要求。詳細(xì)布線必須按照機器上的實際位置進行定位和安裝，各類管路安裝要緊密協(xié)調(diào)，防止管子之間、電纜線管和其他安裝的設(shè)備沖突，所有移動點處都要使用軟管?，F(xiàn)場管路布線要選擇合適的位置以便進行支吊架的安裝，并且要考慮好觀感的情況。

配管時除非另有說明，所有彎曲處半徑至少為管子直徑的5倍，焊接或熱處理后的螺紋連接部分，要用量規(guī)進行檢查并修整。管道上的焊接飛濺物、氧化皮、油類要全部清理干凈。每個液壓接頭處，都要有1個配管支撐，與接頭之間的直線距離要小于1米。

管道清理和沖洗前，系統(tǒng)內(nèi)容易受清理劑腐蝕或損壞的原件（如：控制閥、壓力表、過濾器等）要拆除或隔離，防止清洗劑進入設(shè)備內(nèi)部，影響其性能。安裝的臨時管路在清洗過程中不得出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。管道沖洗先用壓縮空氣進行吹掃，再使用與最終工作介質(zhì)相同的沖洗液進行沖洗，沖洗液要加熱溫度達(dá)到60℃，并按兩倍于正常的流速循環(huán)12小時，沖洗過程中要越過系統(tǒng)泵、閥塊和油路分配器。

4 結(jié)語

通過對平朔東露天礦半連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)大型排土機安裝工藝的研究總結(jié)，實現(xiàn)了安全施工，保證了施工質(zhì)量，圓滿地完成了施工任務(wù)。該施工工藝技術(shù)可靠、操作便利，為今后類似工程施工打下了堅實的基礎(chǔ)和成功先例。隨著我國大型煤礦及其他大型礦山等建設(shè)不斷增多，大型設(shè)備安裝數(shù)量及工期要求也不斷提高，該項技術(shù)的推廣應(yīng)用前景將十分廣闊。