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(lái)，膠帶運(yùn)輸逐漸成為大型露天礦開(kāi)采的一種發(fā)展趨勢(shì)，是一種高效率、低成本、連續(xù)、半連續(xù)運(yùn)輸?shù)拈_(kāi)拓方式。該工藝雖然初期投資高，但總投資比單一的汽車(chē)運(yùn)輸?shù)停疑a(chǎn)費(fèi)用低。

某露天礦山封閉圈至作業(yè)臺(tái)階高差超200m，采用單一的汽車(chē)運(yùn)輸-推土機(jī)排土模式，汽車(chē)運(yùn)距超6.2Km，運(yùn)輸成本占總成本月60%，盈利能力大幅降低。為解決運(yùn)輸成本超高難題，于2015年引進(jìn)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(jī)等生產(chǎn)設(shè)施組成；廢石通過(guò)自卸汽車(chē)運(yùn)輸，入兩臺(tái)破碎機(jī)卸料口，經(jīng)兩臺(tái)破碎機(jī)破碎，由破碎機(jī)皮帶轉(zhuǎn)載到帶式輸送機(jī)系統(tǒng)；經(jīng)三條固定帶式輸送機(jī)和兩條移置式帶式輸送機(jī)系統(tǒng)運(yùn)輸至落家井排土場(chǎng)，通過(guò)排土機(jī)排棄。

1 礦用排土機(jī)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(kù)容多，排土機(jī)作業(yè)位置相對(duì)固定，且移動(dòng)頻率大幅降低，能降低排土機(jī)故障，可提膠排系統(tǒng)總體運(yùn)行效率。但大高差升段時(shí)需要汽車(chē)修筑移設(shè)平臺(tái)，排土機(jī)走車(chē)坡度不小于1%，若單次升段高差大，則汽車(chē)超運(yùn)距堆排或倒運(yùn)的方量較大，致使修筑移設(shè)平臺(tái)成本大幅升高；修筑升段平臺(tái)時(shí)要確保移設(shè)場(chǎng)地平整，平臺(tái)及移設(shè)邊坡坡度需控制在±3°以?xún)?nèi)；為預(yù)防場(chǎng)地沉降，要求地基必須進(jìn)行夯實(shí)處理，也會(huì)造成移設(shè)成本增加，不經(jīng)濟(jì)。

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

結(jié)合排土實(shí)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(jī)作業(yè)完成初始移設(shè)平臺(tái)修筑，不需用汽車(chē)配合修筑移設(shè)平臺(tái)，減少汽車(chē)超運(yùn)距排土費(fèi)用。移設(shè)時(shí)分兩步驟升段至所需標(biāo)高，第一次采用扇形升段方式將P2頭部升段至所需標(biāo)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(biāo)高，經(jīng)兩次獨(dú)立升段后，P2和P1頭部整體升段至設(shè)計(jì)標(biāo)高。一次升段高度為排土機(jī)上排的高度沉降后的最高高度。

排土?xí)r排土機(jī)橫向排棄至排土機(jī)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(chǎng)平推排量；待完成第一次移設(shè)后，再?gòu)姆捶较蛱岣邩?biāo)高至第一升段最高標(biāo)高，和第一次升段保持平行，全臺(tái)階所有標(biāo)高均升段至同一水平，即完成一次小高差升段。

2 排土機(jī)作業(yè)時(shí)安全距離的確定

排土作業(yè)時(shí)應(yīng)現(xiàn)確定最小移設(shè)平臺(tái)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(shí)施。

根據(jù)移設(shè)經(jīng)驗(yàn)，一般最小移設(shè)平臺(tái)寬度按下式選?。杭醋钚∫圃O(shè)平臺(tái)寬度=皮帶機(jī)架外側(cè)安全距離+機(jī)架寬度+機(jī)架與排土機(jī)安全距離+排土機(jī)基座寬度+排土機(jī)與邊坡坡頂安全距離；其中因皮帶機(jī)架實(shí)際沉重較小，同時(shí)內(nèi)側(cè)還增設(shè)皮帶移設(shè)坡面，安全距離選取可適當(dāng)減少，以3m為宜；機(jī)架與排土機(jī)安全距離以滿(mǎn)足皮帶正產(chǎn)作業(yè)行走安全為主，該距離可按排土機(jī)和皮帶作業(yè)間隙要求靈活選取，建議不小于3m；排土機(jī)自身重量較大，作業(yè)時(shí)還需承受帶速動(dòng)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(jī)與邊坡坡頂安全距離選取為后期運(yùn)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(diǎn)及應(yīng)用效果

在進(jìn)行膠排系統(tǒng)小高差升段時(shí)，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(dāng)調(diào)整，但最大坡度不大于30%（18°）；同時(shí)需進(jìn)行夯實(shí)處理，并保持邊坡平整。移設(shè)時(shí)務(wù)必確保所以移設(shè)設(shè)備同步移動(dòng)，走車(chē)長(zhǎng)度、皮帶架離地距離、負(fù)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(fù)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(jī)動(dòng)靈活的移設(shè)特點(diǎn)，適應(yīng)性強(qiáng)，若急切進(jìn)行應(yīng)急移設(shè)或是開(kāi)辟新的庫(kù)容，該種移設(shè)方式效率較為明顯；其次所有移設(shè)平臺(tái)均有排土機(jī)排排棄而成，在排土過(guò)程中可初步形成移設(shè)平臺(tái)坡度，降低輔助施工成本，減少設(shè)備推排量，降低推排費(fèi)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(zhǔn)備工期，施工順序較為順暢。

升段移設(shè)中膠帶移設(shè)時(shí)間占總體移設(shè)較多，移設(shè)至設(shè)計(jì)中心線后，可平行進(jìn)行機(jī)架、皮帶校核、管網(wǎng)修復(fù)、大件設(shè)備安裝等作業(yè)；在移設(shè)時(shí)無(wú)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(shí)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(kāi)機(jī)臺(tái)時(shí)。二是移設(shè)時(shí)使用的設(shè)備種類(lèi)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(shí)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(zhǎng)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(huì)降低鋼軌使用壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

膠排系統(tǒng)小高差升段其實(shí)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(qiáng)，尤其是對(duì)于中小型排土場(chǎng)以及很急切增加庫(kù)容的排土場(chǎng)具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

若排土場(chǎng)庫(kù)容大，排土平臺(tái)較寬，增加庫(kù)容主要為增加排土標(biāo)高的排土場(chǎng)，靈活使用扇形、矩形以及混合等移設(shè)方式，為減少排土過(guò)程排土機(jī)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(dá)40m～60m，實(shí)現(xiàn)排土機(jī)自排移設(shè)升段的效果。