平朔東露天礦排土機(jī)行走路徑探討

劉 果，王忠杰

（1.中煤平朔集團(tuán)有限公司 東露天礦，山西 朔州 036006；2.平朔煤炭工業(yè)公司 礦聯(lián)公司，山西 朔州 036006）

平朔東露天礦排土機(jī)行走路徑探討

劉 果1，王忠杰2

（1.中煤平朔集團(tuán)有限公司 東露天礦，山西 朔州 036006；2.平朔煤炭工業(yè)公司 礦聯(lián)公司，山西 朔州 036006）

平朔東露天礦半連續(xù)系統(tǒng)排土機(jī)目前放置在外排1475土場，排土機(jī)需要從外排土場行走至場地。根據(jù)排土機(jī)行走特點(diǎn)和參數(shù)要求，論證排土機(jī)行走至存放場地最佳路徑方案，以最小工程量、花最短時(shí)間將排土機(jī)行走至1400平盤存放場地。

露天礦；排土機(jī)；回場地；行走方案

Abstract:The East Open-pit Mine semi-continuous system dumping machine is currently ranked 1475 in the field of soil placed outside,dumping machine needs walking to the site from the outer.According to the walking characteristics and parameter requirements of dumping machine,the article demonstrates the best path scheme of dumping machine walking to the store site with theminimum quantity,spending the shortest time to dump machine walking to 1400 flat storage sites.

Key words:open-pitmine;dumpingmachine;back yard;walking scheme

0 引言

半連續(xù)工藝通常分為2種類型：單斗-卡車+半移動式破碎站-帶式輸送機(jī)（排土機(jī)）半連續(xù)工藝和單斗-自移式破碎機(jī)-帶式輸送機(jī)（排土機(jī)）半連續(xù)工藝[1]，東露天礦半連續(xù)系統(tǒng)工藝采用第2種，具體為單斗挖掘機(jī)采裝剝離物后，卸載到工作面自移式破碎站，把物料破碎到400 mm以下，然后經(jīng)過工作面帶式輸送機(jī)（101膠帶）—北端幫帶式輸送機(jī)（201、301膠帶）—北端幫出入溝帶式輸送機(jī)（401膠帶）—排土場帶式輸送機(jī)（501膠帶）—排土機(jī)排土，外排時(shí)排棄1475平盤排土場，內(nèi)排時(shí)排棄1290平盤排土場[2]，該系統(tǒng)自2013年11月正式開始生產(chǎn)。由于榆嶺村無法及時(shí)搬遷，采場1320及上部平盤無法展開，造成工作幫帶式輸送機(jī)長度僅為600 m，系統(tǒng)于2016年10月中旬停機(jī)，累計(jì)完成開采量1 495萬m3。系統(tǒng)設(shè)備在二次投用內(nèi)排土場1290土場之前，需要準(zhǔn)備足夠空間將膠帶、鋼軌、電纜車、機(jī)頭、機(jī)尾、排土機(jī)等設(shè)備存放于場地，便于看守和設(shè)備日常維護(hù)管理。

1 存放場地準(zhǔn)備

根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用條件，確定設(shè)置北幫1290臨時(shí)場地和內(nèi)排土場1400存放場地2個(gè)場地承擔(dān)半連續(xù)系統(tǒng)設(shè)備停放任務(wù)。北幫1290平盤完成301膠帶拆除后，將破碎機(jī)、連接橋兩大件存放在北幫1290平盤臨時(shí)場地，隨著礦坑向前推進(jìn)，破碎機(jī)和連接橋隨之向前移設(shè)?？紤]在內(nèi)排土場南幫1400平盤到界土場設(shè)置一個(gè)面積5萬m2的存放場地，該場地靠近170卡車停放場地，可以利用原供電設(shè)施、排水系統(tǒng)，也利于今后排土機(jī)從1400平盤行走至1290平盤。目前系統(tǒng)膠帶、鋼軌、電纜車、驅(qū)動機(jī)頭、機(jī)尾等設(shè)備均以存放于場地，僅剩排土機(jī)還未回場地，需制定專門方案，保證排土機(jī)安全、及時(shí)回場地。

2 影響排土機(jī)回場地因素

影響排土機(jī)從外排土場1475平盤回內(nèi)排土場1400場地的影響因素主要有2個(gè)方面：①需要改移現(xiàn)有門崗（北幫出入溝系統(tǒng)）；②需要考慮對3趟線路（北嶺高壓線、杏榆高壓線、通訊線）影響最低。通過計(jì)算，北幫出入溝系統(tǒng)改移后，還能釋放1350、1380、1400、及坡道內(nèi)排空間1 500萬m3，有效解決當(dāng)前內(nèi)排空間不足問題。3趟線路橫跨1290—1430出入溝，排土機(jī)回場地需穿過該3條線路。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測，北嶺高壓線離地高度40 m，下垂最低段高程1 402 m；通訊線離地高度25 m，下垂最低段高程1 385 m；杏榆高壓線離地高度55 m，下垂最低段高程1 405 m。而排土機(jī)站立水平高度25 m，需要研究最優(yōu)路線，將線路對排土機(jī)回場地影響降低至最小。

3 出入溝、門崗改移方案

3.1 出入溝改移方案

東露天礦北幫出入溝1400—1290出入溝連接礦坑和工業(yè)廣場，計(jì)劃內(nèi)排北幫出入溝空間，需要將原出入溝改移。出入溝關(guān)系礦坑安全，是礦坑運(yùn)輸系統(tǒng)重要組成部分，為保證安全生產(chǎn)，出入溝改移要求如下：①出入溝與現(xiàn)有運(yùn)輸系統(tǒng)銜接順暢、便利；②出入溝盡量減少折返次數(shù)，坡長大于350 m時(shí)設(shè)置小于3%坡度的緩坡，緩坡長度不小于80 m；③在排土場設(shè)置出入溝，考慮排土場跟進(jìn)需要，道路坡度小于8%，寬度不小于40 m，轉(zhuǎn)彎半徑不小于40 m。通過現(xiàn)場踏勘，選擇底部1290平盤起坡土場位置修筑1290—1320—1350平盤移動坡道，然后經(jīng)新1350—1380坡道連接1380平盤至新門崗。

3.2 門崗改移方案

東露天礦現(xiàn)門崗布置在1400平盤，擔(dān)負(fù)著出入礦坑車輛安全通行職責(zé)，隨著礦坑1290—1400出入溝改移，門崗需要進(jìn)行改移。通過現(xiàn)場踏勘，計(jì)劃將新門崗設(shè)置在1380平盤東部。新門崗包括小車道、門房、大車道3部分。通行道路寬度：小車道路寬度12 m，大車道路寬度20 m。將門房(基礎(chǔ)6 m×10 m)設(shè)置在門崗南部，南部為小車道，北部為大車道，南側(cè)門房距離坡面至少10 m。門房基礎(chǔ)尺寸3 m× 6 m，采用磚砌結(jié)構(gòu)，厚度為0.2 m，為確保人員安全，分4步修筑高度為0.8 m的混凝土人行臺階。在門房東側(cè)15 m擋墻上安放“入口須知”警示牌。為確保道路封閉和通行安全，需要在門崗兩側(cè)修筑安全擋墻，擋墻底寬5 m，為確保大小車輛分離，需要在兩車道間修筑隔離帶。新門崗供電從現(xiàn)有門崗旁變壓器引出，沿1400—1380坡道至新門崗，線路長度480 m。為保證門崗雨季安全，需要控制主體路面標(biāo)高1 380.2 m，半連續(xù)場地和170場地間的水溝積水通過引水擋墻至西側(cè)礦坑土場，東部積水通過水溝至工業(yè)廣場。

4 排土機(jī)回場地方案

半連續(xù)工藝系統(tǒng)排土機(jī)計(jì)劃回內(nèi)排土場1400半連續(xù)設(shè)備場地存放，排土機(jī)目前站立水平實(shí)際標(biāo)高1 473 m，存放場地水平實(shí)際標(biāo)高1 403 m，落差70 m，需要經(jīng)過1430—1290大坡道上部。由于受料小車和排土機(jī)分別采用鋼軌和履帶行走方式，需要預(yù)留一定的安全備用系數(shù)設(shè)計(jì)道路參數(shù)[3-4]。

4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)要求

1）對出入溝35 kV供電線（北嶺線、杏榆線）及通訊線影響時(shí)間短。

2）排土機(jī)現(xiàn)有軌道不能移動，即按照排土機(jī)布置的軌道方向布置行走路線；

3）行走路線路面寬度按照排土機(jī)的規(guī)格不得小于50 m，軌道左側(cè)路基距離不得小于8 m；

4）軌道鋪設(shè)轉(zhuǎn)彎半徑不得小于250 m；

5）軌道縱坡設(shè)置不得大于5°（8.7%），橫坡設(shè)置不大于3%[5-6]；

6）線路設(shè)計(jì)工程量最小、施工簡單。

4.2 2種排土機(jī)行走路線

影響排土機(jī)回半連續(xù)設(shè)備場地有3趟線路，分別是北嶺35 kV高壓線、通訊線、杏榆35 kV高壓線。3趟線路橫跨1290—1430出入溝，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測，北嶺高壓線離地高度40 m，下垂最低段高程1 402 m；通訊線離地高度25 m，下垂最低段高程1 385 m；杏榆高壓線離地高度55 m，下垂最低段高程1 405 m。根據(jù)現(xiàn)場施工條件和設(shè)計(jì)參數(shù)要求，考慮3趟線路臨時(shí)剪短還需恢復(fù)，設(shè)計(jì)2種方案：①排土機(jī)經(jīng)原170車間至內(nèi)排土場1400平盤路線；②排土機(jī)經(jīng)修筑的“L”形道路至內(nèi)排土場1400平盤，然后至1400存放場地。

4.2.1 方案1：排土機(jī)經(jīng)原170車間至內(nèi)排土場

線路總長1 843 m，按照回場地方向可分為7段坡道，每段坡道長度、寬度、曲率半徑參數(shù)見表1。

采用3Dmine減少方法計(jì)算此方案道路工程量為108萬m3，推土機(jī)工程量12萬m3，其中1400平盤10萬m3，1430平盤70萬m3，1460平盤28萬m3，排棄平面圖如圖1。

4.2.2 方案2：修筑“L”形道路至內(nèi)排土場

表1 方案1坡道參數(shù)

圖1 方案1道路平面圖

線路總長2 170 m，按照回場地方向可分為5段坡道，每段坡道長度、寬度、曲率半徑參數(shù)見表2。

表2 方案2坡道參數(shù)

采用3Dmine減少方法計(jì)算此方案道路工程量為157萬m3，推土機(jī)工程量8萬m3。其中區(qū)段二道路工程量17萬m3（不包括推土機(jī)工程量），區(qū)段三道路工程量85萬m3，區(qū)段四道路工程量45萬m3，區(qū)段五道路工程量10萬m3，排棄平面圖如圖2。

圖2 方案2道路平面圖

4.3 2種方案比選

2種對比情況見表3。方案1和方案2兩種方案道路工程量分別為108萬m3、157萬m3，線路長度分別為1 843 m、2 170 m。方案1線路穿越通訊線、駐地、排矸石道路，其施工條件較方案2差，方案2路線較方案1長327 m，方案2曲線道路830 m，比方案1長98 m，綜合考慮2個(gè)方案優(yōu)劣，方案2線路施工簡單、易行，故推薦采用方案2。

在通訊線路剪短前計(jì)劃先從原中石化加油站排棄1385—1409起坡土場（工程量65萬m3），然后排棄區(qū)段三、區(qū)段二（道路工程量94萬m3），期間完成區(qū)段五排棄10萬m3，再排棄區(qū)段四35萬m3，完成通訊線路剪斷后排棄區(qū)段四剩余10萬m3，完成線路整體修筑，在道路邊坡穩(wěn)定條件下將排土機(jī)走回場地。另外施工中需要注意道路橫坡不要超過3%，即道路外側(cè)超高不能超過內(nèi)側(cè)1.5 m，保證道路路面平整，對地比壓滿足排土機(jī)行走需要[7]。排土機(jī)行走時(shí)應(yīng)有地面人員指揮，負(fù)責(zé)檢查支撐臺車及卸料車行走情況，發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止行走，待排查安全隱患后方可恢復(fù)行走[8]。

5 結(jié)語

通過綜合比較2種排土機(jī)回內(nèi)排土場1400場地方案所需道路工程量、施工組織難易程度、對供電線、通訊線影響程度等條件，提出了采用修筑“L”形道路至內(nèi)排1400平盤存放場地，為下一步規(guī)劃土場排棄空間、預(yù)留修筑坡道工程確定了思路，該方案具有施工難度較小、線路影響時(shí)間短、安全系數(shù)高特點(diǎn)，符合排土機(jī)高落差、長距離行走要求。

表3 2種方案對比情況

［1］張洪，賀永軍，劉梅.露天煤礦剝離半連續(xù)開采工藝系統(tǒng)及其應(yīng)用的研究［J］.露天采礦技術(shù)2013（1）：19-26.

［2］中煤西安工程設(shè)計(jì)有限公司.東露天煤礦初步設(shè)計(jì)說明書［R］.西安：中煤西安工程設(shè)計(jì)有限公司.

［3］寧倩，周喻.露天礦用大型排土機(jī)雙履帶行走機(jī)構(gòu)簡介［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012（28）：61-62.

［4］李欣東.李三川.元寶山露天煤礦2#排土機(jī)初始路堤修筑方案［J］.露天采礦技術(shù)，2004（5）：5-6.

［5］蔡光琪，韓進(jìn)，傅新華，等.平朔東露天煤礦排土機(jī)作業(yè)方式探討［J］.露天采礦技術(shù)，2014（6）：7-10.

［6］張迎平，雷獻(xiàn)，賀繼軍.平朔東露天礦排土機(jī)和移置式帶式輸送機(jī)升段移設(shè)［J］.露天采礦技術(shù)，2015（7）：30-32.

［7］劉宏超.元寶山露天礦排土機(jī)排土場平整［J］.露天采礦技術(shù)，2013（6）：38-39.

［8］王素妮.排土機(jī)履帶行走裝置加工制作要點(diǎn)［J］.煤礦機(jī)械，2013（9）：143-145.

【責(zé)任編輯：陳 毓】

Discussion on walking path of dumping machine in Pingshuo East Open-pit M ine

LIU Guo1,WANG Zhongjie2
(1.East Open-pit Mine,China Coal Pingshuo Group Co.,Ltd.,Shuozhou 036006,China; 2.Pingshuo Coal Industry Company,Shuozhou 036006,China)

TD214+4

B

1671-9816（2017）10-0036-04

2017-06-06

劉 果（1987—），男，四川廣安人，工程師，2009年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)在平朔東露天礦生產(chǎn)技術(shù)部工作。

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.10.011

劉果，王忠杰.平朔東露天礦排土機(jī)行走路徑探討［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（10）：36-39.