1、前言
    隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和對(duì)煤炭的旺盛需求，平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司將建設(shè)年產(chǎn)煤炭?jī)|噸的特大型礦區(qū)作為公司發(fā)展目標(biāo)，其中安太堡露天礦年生產(chǎn)能力要求擴(kuò)至25.00 Mt。安太堡露天煤礦原煤運(yùn)輸系統(tǒng)改擴(kuò)建前采用單斗一卡車運(yùn)輸工藝，隨著開拓降深的循序發(fā)展，卡車運(yùn)距日益增大，柴油消耗隨之提高，柴油價(jià)格大幅度上漲，運(yùn)輸成本不斷提高，嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，卡車數(shù)量的激增對(duì)環(huán)境造成了更多的污染。
    根據(jù)上述情況，首要問題就是縮短卡車運(yùn)距，但若將原有鋼結(jié)構(gòu)半固定破碎站布置在內(nèi)排土場(chǎng)上，將會(huì)減少內(nèi)排空間，增大外排工程量，不但占用大量土地，而且對(duì)環(huán)保、土地復(fù)墾均存在不利影響。為此安太堡露天礦對(duì)輸煤運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行了合理改造。為適應(yīng)內(nèi)排的要求，新設(shè)計(jì)的破碎站將布設(shè)于工作面端幫附近，結(jié)構(gòu)必須簡(jiǎn)單、易于移設(shè)，能夠滿足每年移設(shè)3～4次的要求，從而露天煤礦的原煤運(yùn)輸將不再經(jīng)過內(nèi)排土場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)真正意義的雙環(huán)內(nèi)排。
    為適應(yīng)新的采煤工藝，與英國MMD公司一道依托國內(nèi)外技術(shù)力量和科研機(jī)構(gòu)，在現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的大力配合下，開發(fā)研制了一種適合平朔安太堡露天礦特點(diǎn)的新型破碎站，即簡(jiǎn)約式破碎站。
2、簡(jiǎn)約式破碎站的特點(diǎn)
    破碎站由圓環(huán)鏈刮板給料機(jī)、MMD篩分破碎機(jī)、電控及少量鋼結(jié)構(gòu)4大模塊組成。大型自卸卡車CAT789C（或R190）直接向水平布置的圓環(huán)鏈刮板給料機(jī)的受料段卸載，水平段可設(shè)1至2個(gè)卸車位，物料經(jīng)圓環(huán)鏈刮板給料機(jī)提升至一定高度后卸人MMD篩分破碎機(jī)。破碎后的物料通過導(dǎo)料溜槽進(jìn)入帶式輸送機(jī)被運(yùn)走。
    簡(jiǎn)約式破碎站主要特點(diǎn)：
    (1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。無傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)料倉及其支撐，圓環(huán)鏈刮板給料機(jī)水平段兩側(cè)為敞開式結(jié)構(gòu)一兩側(cè)無加高擋板，自卸卡車直接向給料機(jī)卸料。物料自然形成的料倉以及卸車平臺(tái)的高度可以人為地通過推土機(jī)控制，這也是新型簡(jiǎn)約式破碎站的最大特點(diǎn)。
    (2)無需擋土墻。現(xiàn)場(chǎng)土石方工程量很小，節(jié)省了用戶現(xiàn)場(chǎng)施工費(fèi)用。此采煤工藝要求破碎站位于內(nèi)排土場(chǎng)臺(tái)階和采煤工作面之間，破碎站的移設(shè)周期與排土場(chǎng)臺(tái)階的推進(jìn)速度、采煤工作面的推進(jìn)速度三者相適應(yīng)，破碎站的移設(shè)周期為每年3—4次為宜，這就使得破碎站不適合有擋土墻，僅此一項(xiàng)每年可為公司節(jié)約上千萬元的費(fèi)用。
    (3)便于移設(shè)。采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕。破碎機(jī)平臺(tái)作為整體模塊，便于平板車搬運(yùn)；圓環(huán)鏈刮板給料機(jī)可分水平和爬坡兩部分分別移設(shè)，爬坡部分下有支撐滑撬可以拖曳移設(shè)；電控部分作為整體模塊搬移方便，另外控制及信號(hào)線外接部分采用插裝結(jié)構(gòu)，便于拆裝，方便省時(shí)。
3、主要技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)特征
    圓環(huán)鏈刮板給料機(jī)頭尾鏈輪中心距37.13 m，卸載高度3.1m，破碎機(jī)下方主皮帶下沉2.5 m。變頻電機(jī)，高壓6 kV雙變頻器驅(qū)動(dòng)，SEW高性能減速器，高性能低速大扭矩聯(lián)軸器，破斷負(fù)荷達(dá)2 200 kN的高強(qiáng)度鏈條。其主要特征如下：
    (1)無傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)料倉及其支撐，圓環(huán)鏈刮板給料機(jī)水平段兩側(cè)為敞開式結(jié)構(gòu)一兩側(cè)無加高擋板，自卸卡車直接向水平段卸料；
    (2)圓環(huán)鏈刮板給料機(jī)用于大型露天礦并與大型自卸卡車匹配，在國內(nèi)尚屬首次；
    (3)采用雙變頻驅(qū)動(dòng)。圓環(huán)鏈刮板給料機(jī)首次采用高壓雙變頻驅(qū)動(dòng)，保證雙電機(jī)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)，保證設(shè)備能力與大型卡車運(yùn)力的合理匹配；
    (4)圓環(huán)鏈刮板給料機(jī)內(nèi)槽寬1600mm，屬國內(nèi)首次使用。采用高強(qiáng)度礦用鏈條，伸縮槽液壓緊鏈；
    (5)選用目前世界上最先進(jìn)的破碎機(jī)-MMD1150系列強(qiáng)力篩分破碎機(jī)，處理能力可達(dá)4 500 t/h；
    (6)采用180 L標(biāo)準(zhǔn)油桶的篩分破碎機(jī)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，使得潤(rùn)滑油更換周期延長(zhǎng)，并且整桶潤(rùn)滑脂更換，相比小桶減少了因外露環(huán)境加潤(rùn)滑脂的二次污染。
4、存在問題及解決措施
    簡(jiǎn)約式破碎站在安太堡露天礦試運(yùn)行初期出現(xiàn)的若干問題。
    (1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)出現(xiàn)過載。當(dāng)CAT789C（或R190）大型自卸卡車（載煤量110 t）在10—15 s的時(shí)間內(nèi)將整車物料傾卸至給料機(jī)水平受料段上，出現(xiàn)壓溜現(xiàn)象；
    (2)煤堆層過厚。厚達(dá)Im以上的煤層造成后續(xù)膠帶機(jī)嚴(yán)重溢料，破碎機(jī)不時(shí)出現(xiàn)堵停現(xiàn)象。
    解決上述問題的關(guān)鍵在于：
    (1)保證卡車工況不變的前提下，降低作用在給料機(jī)受料段槽體上的載荷；
    (2)通過調(diào)整壓煤厚度，使其達(dá)到合理值，實(shí)現(xiàn)均勻帶量；
    (3)在實(shí)現(xiàn)上述兩目標(biāo)的前提下，保證不大于1.6 m的物料能被正常運(yùn)走，不出現(xiàn)卡堵現(xiàn)象。
  通過對(duì)以上問題的認(rèn)真分析研究，多次計(jì)算、試驗(yàn)和論證，最終發(fā)現(xiàn)一種簡(jiǎn)單但又切實(shí)可行的方法—調(diào)整給料機(jī)水平段受料槽體的受料口寬度。論證如下：
    (1)當(dāng)給料機(jī)水平段保持原有受料口寬度1400一（即槽體上翼板間距離），采用載煤量上百噸的自卸卡車直接將物料傾倒進(jìn)給料機(jī)，對(duì)給料機(jī)的沖擊和靜壓力很大，如果要實(shí)現(xiàn)重載啟動(dòng)，并滿足運(yùn)輸過程中煤厚達(dá)1m以上的要求，給料機(jī)的裝機(jī)功率需達(dá)到1400 kW。通過理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，將受料口調(diào)整至合理寬度（現(xiàn)場(chǎng)調(diào)至800 mm），這樣垂直壓在受料槽體上的物料僅占卡車卸料的29%，也就是說物料作用在受料槽體上的正壓力相比調(diào)整前降低了42%，達(dá)到了降低載荷的目的。
    (2)在運(yùn)輸過程中，由于煤與煤之間存在摩擦力，因此大塊物料在刮板的推動(dòng)作用下，其方向會(huì)發(fā)生變化，隨煤流一起前行，不會(huì)出現(xiàn)大塊物料卡堵的現(xiàn)象。
    (3)受料口徑的縮小能使輸送段物料達(dá)到合理的厚度。轉(zhuǎn)載機(jī)是由上槽刮板施力于被運(yùn)送的煤，克其運(yùn)行阻力，推動(dòng)煤同刮板鏈同步運(yùn)行，當(dāng)受料段裝煤高度大于刮板高度時(shí)，刮板推煤阻力隨裝煤高度近乎線性增長(zhǎng)，即刮板間煤重與受料段煤厚度成正比關(guān)系，刮板推煤阻力隨煤的堆高增長(zhǎng)速度低于兩刮板間煤運(yùn)行阻力增長(zhǎng)速度。刮板在煤中前行對(duì)，刮板以上的煤運(yùn)行速度沿高度方向成遞減趨勢(shì)，刮板帶出的煤能保證相對(duì)穩(wěn)定的厚度。
    通過以上改進(jìn)，簡(jiǎn)約式破碎站于2011年7月18號(hào)成功帶煤運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行正常，平均運(yùn)量2 800 t/h（峰值3 500 t/h），可以滿足2輛R190自卸卡車同時(shí)卸料的工況。新型破碎站的投入運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)年出煤量1200—1 500萬t．達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
5、結(jié)論
    簡(jiǎn)約式破碎站自投入運(yùn)行以來，設(shè)備運(yùn)行良好，滿足設(shè)計(jì)要求。這種設(shè)備對(duì)露天現(xiàn)場(chǎng)布置條件要求低，土方工程量小，附加費(fèi)用低，相比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)破碎站節(jié)省鋼材幾百噸，每4個(gè)月左右即可根據(jù)礦區(qū)系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行移設(shè)，非常方便。無論是大型露天煤礦，還是中型露天煤礦均可選用該種破碎站，均可研究?jī)?yōu)化破碎站的布設(shè)位置，以降低卡車運(yùn)距和減．少卡車的使用數(shù)量，能夠?yàn)榻ㄔO(shè)集約型礦山、綠色環(huán)保型礦山出一份力，具有良好的應(yīng)用前景。
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