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露天采矿技术2014年第1期
采矿工程
排土机技术现状与发展趋势
闫建伟,高士强,王兆峻,李洋,那希东
(宁夏天地奔牛事业集团有限公司,宁夏石嘴山753001)
摘要:排土机是露天淋矿连续或半连续开采成套设各的一部分,逐步向大型化、大功率、智能化方向发
展。本文介绍了排土机的结构及功能特点,总结了国内外排土机的最新开发和应用情况,分析了未来排土机
的发展趋势。
关键词:露天矿;排土机;技术现状;发展趋势
中图分类号:TD422
文献标识码:B
文章编号:1671-9816(2014)01-0042-03
引言
对于其它排土方法,生产能力大,一次排弃宽度大
辅助作业时间少,自动化程度高。排土机按行走机构
露天开采与井工开采相比具有生产集中、效率
的类型分为:履带式、轨道式、迈步式、迈步轨道式,
高、机械化程度高、生产成本低、资源利用率高以及安
全条件好等一系列优点,世界各主要产煤国无不大力
其中,履带式排土机由于其移动性能好,应用最为广
发展露天开采,其露天开采比重达60%~80%。尤其
泛。排土机在预定的场所将剥离物排放到最终位置,
是连续和半连续开采工艺的应用,大大提高了露天采采用上排和下排方式。在宽度和高度方面要服从于
煤的机械化、自动化水平,大幅提升了劳动生产率。我
排土机的几何尺寸,特别是要服从于它的卸料臂长
国虽是煤炭开采大国,但露天采煤比重还不足10%,
度和土场的力学条件。沿着排土工作面运输机的纵
远低于世界平均水平。一方面是由于我国煤炭赋存的向排弃空间的长度要受到排土场总长度的控制。
地质条件所限,另一方面也是由于我国露天开采工艺
排土机同时配备有一个卸料臂和一个受料臂,受
和大型露天开采成套装备的技术较为落后所致。
料臂一端通过搭接在卸料车的支撑台车上与带式输
开采工艺的连续化可以实现高效率、低成本的
送机相联系;受料臂和卸料臂上装有两条胶带输送
目标,但由于矿岩赋存条件复杂多变等因素,使全连机,一条为受料输送机,一条为卸料输送机,它们相互
续工艺的应用范围受到限制。因此,近年来半连续工
回转角度为180~210°。排土机的设计必须考虑与之
艺得到了快速发展,在露天矿剥采环节的应用越来相接的御料车。卸料车沿着排土工作面的胶带输送机
越广泛,已成为大型露天煤矿开采的一种发展趋勢。
移动,将剥离物提升后卸载到排土机的收料臂上,卸
代表性的半连续工艺有:单斗电铲一移动式破碎料车是排土机与胶帯输送机的一个连接部件。
机一胶带运输机一排土机。在这些设备形成的链环
卸料车可以安装在铁轨上,也可以安装在履带
中,排土机总是处于最后一环,但作为半连续工艺中底盘上,即轨道式和限带式。轨道式的优点是重量较
的关健设备,在整个系统中发挥着重要作用。
轻,且由于依靠铁轨导向,卸料车能自动与胶带机保
持共线运行;履带式的设备灵活性较好,但必须装有
2排土机的功能及结构特点
可回转的卸料臂。
排土机作为移动式连续工作的排料设备,将来
排土机主要由受料臂、卸料臂、平衡臂、司机室、
自可移动梯段带式运输机的物料排卸在料堆上。相回转装置、下部钢结构、主机行走装置、维修室、支承
收稿日期:2013-08-05
车行走装置等各部分组成,整机结构如图1所示。
项目基金:中国渫炭科工集团科技创新基金项目一大型
根据使用要求可以固定安装排料臂,或使排料
露天矿山开采エ艺系统及关键设备研制(No.2011ZD007)
作者简介:闫建伟(1986-)男,内蒙古呼和浩特人,2011
年毕业于辽宁エ程技术大学,硕士研究生,研究方向为:机械
设计及仿真分析,现任宁夏天地奔牛实业集团有限公司北京
研发中心负责人,项目经理。
图1排土机结构示意图
采矿工程
露天采矿技术2014年第1期
臂可以提升或回转。排土机的主要设计标准是排料两套8600th的克虏伯排土机;2012年底,中电投白
臂的长度,它是根据所需堆高、采区高度和保证效率音华二号露天矿3套剥离系统采用了克房伯9000
而定。物料特性符合安全规定(料堆稳定性、设备在th排土机;2011年,霍林河露天矿采用了塔克拉夫
料堆上的安全)
特诺恩7900m3h排土机;2012年,大唐国际胜利东
排土机各机构均采用机械传动,由变频电机单二矿采用了山特维克18000h排土机,是目前国
独驱动各部分的动作。配套电气系统由6000V电压内输送能力最大的排土机。
电源供电。
国产排土机生产厂商包大连起重重工、沈阳北
3排土机技术现状
方重工等。1985年,大连起重重工联成功研制国内
第一台2000mh排土机。通过与国外公司合作,又
目前,世界上排土机的主要生产厂家包括:蒂森先后开发了1000~500mh的不同规格的排土
克虏伯们 Thyssen Krupp)入山特维克( SANDVIK)德国FAM机,公司是国内排土机生产骨干企业。2010年,元宝
公司、塔克拉夫( enova TAKRAF)等几大生产厂商。山露天煤矿1500万t扩能项目三号排土线工程,采
用了该公司的产品,排土能力4400t/h。沈阳北方重
工也是另一家国产排土机的主要制造企业。1992
年,该公司为元宝山煤矿剥离提供了排土机,生产能
力3600mh;2011年4月,北方重工联合中煤科工
沈阳院以平朔安家岭露天矿9煤系统改造工程为
にーー依托,开发了3200h的排土机,在国产排土机研
制方面,处于国内领先水平。
由此可见,国产排土机的技术水平与国际知名
图2山特维克22000th排士机(国 Mae Moh煤矿)
厂商差距较大。提升我国国产排土机的技术水平势
蒂森克虏伯公司是世界上最早生产排土机的厂在必行。根据国家十二五发展规划,十二五期间,年
商之一,1946年,在德国的 Tagubau Fortuna露天矿应产千万吨以上露天煤矿的主要设备国产化率要达
用了排土机,设计排土能力2640m3h,带宽200075%以上,加之现有排土机的升级换代,排土机的市
mm,受料臂长38.5m,卸料臂长70m,卸料高度场前景十分广阔。
30.5m;195年,蒂森克虏伯制造了目前世界上最大
2013年,中煤科工集团研制了一台设计能力
的排土机 Absetzer761,应用于德国 Hambach露天9000th的排土机(含卸料车),在详细研究和分析
矿,最大排土能力达到30万md,工作重量5900t,国外同类产品特点的基础上,通过功能分析、结构分
带宽3.2m,整机总装机容量11600kW,卸料臂长析,将项目涉及的指标参数与国际先进水平进行对
度100m。山特维克在泰国 Mae Moh露天煤矿使用比,在分析我国最普遍的露天矿山开采条件的前提下,
的大型排土机产能也达到22000th(如图2所示);根据适用条件完成排土机及卸料车的设计。该项目将
德国FAM公司生产的A2Rs-B15400.120型排土机,形成具有自主知识产权的露天矿用排土机及卸料
最大排土能力34000th,悬臂长度120m,输送机带车,使该领域设备的国产化成为可能。项目的完成对
宽2500mm,卸料高度33mm;塔克拉夫排土机的于打破国外技术垄断,提升中国重型装备制造业以及
最大排土能力24000th,卸料臂最长达195n。
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