单斗—破碎机(站)—带式输送机工艺选型配套.docx

单斗一破碎机（站）一带式输送机工艺选型配套露天矿开采工艺系统的选择决定了其经济性单斗挖掘机一卡车”典型间 断工艺中的卡车虽具有机动灵活和强适应性特点，但其自重大、能耗高、轮胎消 耗量大，维护费用高，单位运输成木大；“轮斗一带式输送机”（下节分析）连续 工艺中的带式输送机，输送能力大、单位运输成木低、可靠性高但系统投资大, 灵活机动性差单斗一破碎站一带式输送机”半连续工艺兼顾了单斗和带式输 送机的优点，通过破碎站将单斗和输送机联系起来，在国内外得到迅速发展1.1.1.1破碎站选择影响因素影响破碎站选择的因素很多，包括技术、经济、社会等众多方面，研究根据 半连续工艺应用需要，对影响露天矿破碎站选择的因素进行全而分析1）生产系统要求露天矿半连续工艺系统对破碎站选择的影响主要表现为如下几个方面① 生产能力要求首先，破碎站的生产能力应满足露天矿生产系统要求； 其次，破碎站的通过能力应与后续带式输送机运输系统能力匹配，即破碎站的理 论能力应等于或略小于输送机的理论能力；最后，破碎站受料仓容积应与运输卡 车能力匹配，满足物料缓冲要求② 排料粒度带式输送机对所运输物料的粒度有严格的要求，破碎机的排 料粒度应小于输送机带宽的1/40③ 入料粒度。

破碎站的最大入料粒度和破碎比应满足大块物料破碎要求， 其中大块的最长边尺寸主要依据挖掘机的铲斗容积和卡车车厢容积确定，可按下 式计算：b = min｛（0・75~0.80）・ Ve, 0.5- Vv式中：b—入料的最大长边尺寸，m；E-挖掘机铲斗容积，n?；V—车厢容积，nA④ 移设灵活性露天矿釆用半连续工艺的主要目的是缩短卡车运距，降低 运输成本，而破碎站移设的灵活性是决定半连续工艺卡车运距的重要因素2）物料条件① 物料硬度不同原理的破碎机及破碎机构材质可以适应的待破碎物料硕 度不同，因此物料硬度是影响破碎设备选择的最主要因素之一② 物料含水率这一因素长期以来为人们所忽略，其主要原因是已有半连 续工艺系统多设计为采矿系统，而矿石的含水率一般较低；随着剥离半连续工艺 的推广应用和高含水率褐煤资源的开发，含水率也逐渐成为破碎设备选择的一个 影响因素因为锤式破碎机等一些类型的破碎机不能适应高含水率物料的破碎要 求③ 物料粘性随着露天采矿成本的提高，粘土、粘土岩、泥岩等具有一定 粘性的物料也逐渐成为矿山半连续工艺开采的对象，而传统按脆性物料破碎要求 设计的破碎机将难以满足该类物料的破碎要求④ 物料的均一性。

破碎机是按照主要待破碎物料设计的，但由于地质条件 限制，待破碎物料中不可避免的含有一定量的岩性迥异的物料，如煤层中的夹肝 等，这就要求所选择的破碎设备必须能够适应一定的物料条件变化3) 设备条件① 可靠性一方面，指破碎设备对物料条件的适应性；另一方面，指设备 的维修和保障水平，尤其是对于进口设备而言，其国内备件库的位置会对设备维 修时间造成重要影响② 制造水平在进行破碎设备选择时应考虑国内装备制造水平的限制，现 阶段生产能力大于2000t/h的破碎机仍主要依赖进口③ 投资在满足牛产要求的前提下，应尽量选择投资低的设备④ 生产成本由于破碎原理不同，破碎机的单位能耗和材料消耗等生产成 本也不尽相同4) 社会因素① 操作人员水平在引进新的工艺设备吋，应考虑操作人员水平对其效率 发挥的影响② 安全因素应尽量选择对于操作人员和上下游生产环节相对安全的设备③ 社会认同度包括生产企业和设计研究单位对产品的认知度，已使用单 位对产品的满意度等1.1.1.2破碎机要求移动式破碎站一般布置于露天矿采场内的端帮或工作帮，随采剥工程的推进 而逐步移设，因此移动式破碎站配套使用的破碎机除满足物料硬度、生产能力等 常'规要求外，还应具备如下特点。

1) 破碎原理合理破碎过程中的内在不平衡应力较小，以避免对大规模 地基的需要2) 高可靠性破碎机必须适应复杂的露天矿物料条件和恶劣的工作环境, 保证半连续工艺系统生产稳定3) 维修方便破碎机应能够适应露天矿生产现场简单的维修条件4) 对地比压小为避免设置庞大的破碎站基础，适应松软的露天矿工作 面环境，提高破碎站布置的灵活性，应保证破碎站的对地比压较小一方面，应 采用工作质量较小的破碎机；另一方面，在保证移设方便的前提下，应尽量增大 破碎站的接地面积5) 结构布局合理应尽量降低破碎站受料仓的高度，以缩短卡车转运距 离，这方面水平给料破碎机较垂直给料破碎机具有明显优势如图2.13所示图2.1 破碎站结构对比(6)破碎后粒度满足后续工艺要求1.1.1.3破碎原理破碎机的工作原理和应用范围见表2.19o表2.1破碎机对比分析破碎机 类型工作 原理主要优点上要缺点应用范围锤式破碎锤 撞击重量小、破碎比大过粉碎率高、T作机构易磨损金属与建材矿山的精细破碎反击式辗齿和反击锤 撞击重量小、破碎比大过粉处率高、工 作机构易磨损金属与建材矿山的精细破旋回式旋冋锥 体撞击效率高、能力大、破碎物料 锁度人、可靠性高高度大、破碎比 小、移设困难金属矿山一级粗破碎瓠式面挤压结构简单重量人、功耗人、 能力小硬度不大的脆性物料馄式点载荷 对挤粒度均匀、设备紧凑、基础 简单、物料适应性强、生产 能力人破碎硬度大、块 度大的物料时易 出现喷料、堵料露天矿粗碎，破碎硬度不 大的脆性物料喂给式破碎片 撞击入料粒度人、过粉碎少存在一定程度的超限人块硕度不大的脆性物料轮式软轮切削物料流均匀、无冲击载荷、适用的物料硬度表上等松软物料LU 石破碎不会对设备适成粘结和培塞小1.1.1.4破碎机选择由于锤式、反击式、旋回式和频式破碎机主耍通过撞击或挤压破碎物料，破 碎湿粘物料时只能使其变形或粘结在破碎腔壁上，无法达到破碎物料的冃的。

以 下对露天煤矿普遍使用的双齿辘式破碎机、喂给式破碎机和轮式软岩破碎机进行 详细分析1) 双齿辗式破碎机双齿馄式破碎机通过剪切、弯曲、挤压综合作用破碎物料，原理合理；而且 可通过长辘齿交叉布置起到相互梳理的作用，因此可破碎粘性物料但该破碎机 为垂直给料，物料受到破碎辘的阻挡而出现缓存现象，通过性差对于粘性大的 物料，易造成物料对侧壁的粘结及拥堵，使破碎机空转；另一方面，由于破碎辘 对物料的挤压、物料的堆积等作用，在破碎腔、破碎辘等部位容易形成粘结，造 成料仓容积不足或堵死等，影响生产能力发挥2) 喂给式破碎机喂给式破碎机是近年来应用较广泛的一种破碎机，由于结构紧凑，适用于煤 矿移动式和半固定式破碎站，但对物料的适应性不如双齿辘式与锤式破碎机相 比，喂给式破碎机的入料粒度较大，速度低，物料的过粉碎少、粉尘小、耗电量 低；一般为水平给料，破碎机的高度较小，物料的转运高度和破碎站卸车平台的 构筑工程量均较小传统的喂给式破碎机靠剪切力和撞击力破碎物料，因此仅适 用于破碎中硬以下的脆性物料图2.2 锤式滚轴破碎机工作原理图(3) 轮式软岩破碎机轮式软岩破碎机靠剪切力、拉力和撞击力破碎物料，其工作原理如图2.15所示。

1图2.3 轮式软岩破碎机工作原理该机的主要特点是破碎轮布置在板式给料机的上部，物料的破碎过程不在破 碎腔内进行，破碎轮对物料不存在挤压作用，因此不存在堵料、棚料和物料粘结 等问题；而且破碎机的结构简单，高度和整机重量较小，能耗低轮式软岩破碎机破碎物料的作用机理随切削轮安装高度的不同而不同切削 轮安装高度低，则“切”的功能强，可以有效破碎硬度较大的物料；安装高度大 时，切削轮“扒”的功能强，主要起到均匀物料流的作用，适用于破碎硬度较小 的物料首台轮式软岩破碎机在元宝山露天煤矿得到应用试验机整机重量54.7t, 总装机功率98 kW,料仓距地面高度4.3m,实测生产能力达480m3/h(864t/h)o由以上破碎机原理分析可知，可行的露天矿湿粘物料破碎机类型为锤式滚轴 破碎机和轮式软岩破碎机对于具体矿山而言，其破碎设备选择可根据前述综合 评价模型确定1.1.1.5破碎诂布置方式破碎站布置方式包括破碎站坐落位置、站场尺寸、卡车调车方式以及卡车向 破碎系统转载形式等破碎站位置选择及其布置方式与破碎系统的形式、矿床埋藏条件、开采程序、 开拓系统一级矿岩性质有关1) 固定式破碎站固定式破碎站服务于矿山整个服务时间。

对于采用半连续工艺系统的新建矿 山，固定式破碎站的位置视具体条件常选择地表采场附近或距采场一定距离的地 方其他技术决策，如站场尺寸及调车方式的确定较易，而对于拟采用半连续工 艺系统的改扩建矿山，则视矿床埋藏条件的不同，固定式破碎站可设于不同的地 点当开采近水平矿床时，多数情况下可实现剥离物的内排，故固定式破碎站一 般设于地表尽量靠近采场的地段，站场尺寸的选择同样有较大的余地当开采倾斜特别是急倾斜矿床时，内排可能性不大，固定式破碎站可设于地 表当条件允许时，为减少卡车运距，也可设于采场I古I定帮的某一水平上此时, 破碎站设置一定尺寸站场的代价是，破碎站所在水平以上附加剥离量的采岀或固 定帮下部分矿石量被压而无法采出，不同方案的优劣要通过技术经济对比来决 定2） 半固定破碎系统对于服务吋间较长的半固定式破碎系统，系统初始建立及定期移设时，破碎 站位置的选择原则与采用固定破碎系统是类似，不同的只是这种选择不是一次对于以上两种破碎站布置方式，一般情况下，碎矿山工程的发展和卡车运距 逐渐增加，半连续工艺系统的优势将逐渐降低对于倾斜矿床，如果矿山工程地 质及水文地质条件允许，可以采用溜井一平嗣（斜井）系统，在采场下部某一水 平设置【古I定或半固定式破碎酮室，作为溜井和凭爾内带式运输机的中间环节。

此 时破碎站的站场（受料场）实际己移至溜井口附近地段这样，随着矿山工程的 延伸，卡车运距的增减幅度不大，开采效益较佳不过，由于具体矿山条件的不 同，并不是所有类似矿山都能采用这种破碎系统3） 移动式破碎站系统对于移动式破碎站系统，其破碎站的“轮廓”并不十分明显破碎站系统直 接设于采掘工作面上，碎采掘工作面的推进而移动取消了卡车运输环节，采装 设备直接将物料卸入破碎站因此，破碎站的站场尺寸此吋取决于采装设备及其 在工作面的工作方式采装设备与破碎站系统肓接联系，使得半连续工艺系统的 可靠性下降，破碎系统一旦发生故障，破碎站场无法起到“缓冲仓”的作用，采 装设备势必要停产一段时间，直到破碎系统重新正常运转另外，碎破碎系统的 移动，有时需要接长或缩短端帮或工作面带式输送机矿石开采采用半连续工艺系统时，其系统布置主要是运矿带式运输机的设置 位置，可选范围较大：（1） 带式运输机设于某一边帮上或边帮下平爾（斜井）内，相应地破碎站 设于此边帮的某一水平或矿场坑底2） 带式运输机设于底板下运矿坑内，通过溜井与采场连接，视溜井位置 不同，破碎站可设置于某一边帮的某一水平或采场坑底3） 带式运输机设于排土场下掩埋巷道内，破碎站设于矿场坑底。

可以看出，在以上三种情况，破碎站的可能布置方式有两种：布置与边帮上 和采场坑底由于采场非工作帮平盘尺寸过小，不足以设置半固定式破碎站，因 此破碎站设于边帮一般是指设于工作帮或端帮的某个采矿水平上在这种布置方 式下，卡车矿石运距较小，可以利用采矿台阶作为卸载平台，稳定性较好，但被 破碎站压住的矿体只能在将其移设后才能采出；并且在破碎站移设前，需加速新 破碎站地段矿石的开采。