单体移动式成套设备半连续开采工艺系统的制作方法

本发明涉及露天采矿领域，具体说是一种单体移动式成套设备半连续开采工艺系统。

背景技术：

露天矿广泛采用单斗挖掘机-卡车间断开采工艺、单斗挖掘机-卡车-半移动式破碎站-带式输送机半连续开采工艺和单斗挖掘机-自移式破碎机-带式输送机半连续开采工艺。单斗挖掘机-卡车间断开采工艺中，卡车经边帮运输，边帮每层台阶均需设置汽车通道，导致边帮综合边坡角小、剥离量大、爆破范围大、卡车运输量大、环境污染严重，而且卡车折返运输距离大、能耗高，进一步加剧环境污染。单斗挖掘机-卡车-半移动式破碎站-带式输送机半连续开采工艺和单斗挖掘机-自移式破碎机-带式输送机半连续开采工艺中从坑下向坑上提升运输的带式输送机输送角度一般不大于18°，远低于边帮综合边坡角，带式输送机无法沿边帮运输提升物料，只能在边帮开挖角度平缓的出入沟或者出入隧道，出入沟或出入隧道位置相对固定严重制约露天矿内排推进，不利于保护环境和提高经济效益。

如申请公开号为cn101338676a的发明专利申请公开的“可移式或他移式破碎机半连续工艺”，要点是：单斗-卡车-可移式或他移式破碎机-带式输送机半连续工艺。在剥采工作面上采用单斗-卡车工艺，可移式或他移式破碎机设置在采场内，运输卡车到破碎机卸载，物料经破碎机破碎后由带式输送机运往卸料地点。该发明所用带式输送机输送角度一般不大于18°，远低于边帮综合边坡角，带式输送机无法沿边帮运输提升物料，只能在边帮开挖角度平缓的出入沟或者出入隧道，出入沟或出入隧道位置相对固定严重制约露天矿内排推进。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种采用结构简单、功能独立、操作灵活、便于移设的设备组成的单体移动式成套设备半连续开采工艺系统，从根本上解决上述问题，能够配合工作面和内排推进快速低成本移设，并且大幅提高露天矿边帮综合边坡角。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该单体移动式成套设备半连续开采工艺系统包括依次衔接的采掘设备、卡车、移动式喂料机以及边帮提升运输机，其技术要点是：

当采掘设备装入卡车的物料为小块物料时：工艺系统包括依次衔接的采掘设备、卡车、移动式喂料机以及边帮提升运输机，或者工艺系统包括依次衔接的采掘设备、卡车、移动式喂料机、移动式转载机以及边帮提升运输机；采掘设备包括电铲、液压铲、装载机、轮斗挖掘机、扒矿机和/或露天采矿机；

当采掘设备装入卡车的物料为中块物料时：工艺系统包括依次衔接的采掘设备、卡车、移动式喂料机、移动式二次破碎机以及边帮提升运输机，或者工艺系统包括依次衔接的采掘设备、卡车、移动式喂料机、移动式二次破碎机、移动式转载机以及边帮提升运输机；采掘设备包括电铲、液压铲、装载机、轮斗挖掘机和/或扒矿机；

当采掘设备装入卡车的物料为大块物料时：工艺系统包括依次衔接的采掘设备、卡车、移动式喂料机、移动式一次破碎机、移动式二次破碎机以及边帮提升运输机，或者工艺系统包括依次衔接的采掘设备、卡车、移动式喂料机、移动式一次破碎机、移动式二次破碎机、移动式转载机以及边帮提升运输机；采掘设备包括电铲、液压铲和/或装载机；

其中，采掘设备位于工作面上，移动式喂料机、移动式一次破碎机、移动式二次破碎机及移动式转载机位于坑下，边帮提升运输机的机头在坑上，机尾在坑下，中间段沿边帮台阶安装，卡车在采掘设备和移动式喂料机之间往返。采掘设备可自行移动；移动式喂料机、移动式一次破碎机、移动式二次破碎机及移动式转载机可自行移动或在外部设备协助下移动；边帮提升运输机具有自移式结构、他移式结构和/或可快速拆装的固定支撑结构，可自行移动、在外部设备协助下移动或由外部设备进行搬运。边帮提升运输机可沿大角度（25°以上）提升运输物料，部分边帮提升运输机机型适用的提升运输角度范围可达18°~90°，对于任意边帮综合边坡角均可选用到适用的边帮提升运输机机型，边帮综合边坡角不会因边帮提升运输机沿边帮安装而受到限制。

本发明还提供了上述单体移动式成套设备半连续开采工艺系统的开采方法，其技术要点是，包括以下步骤：

当采掘设备装入卡车的物料为小块物料时：

步骤1），采掘设备将小块物料装入卡车；

步骤2），卡车将小块物料运至移动式喂料机并卸入其受料部；

步骤3），移动式喂料机将小块物料转载给边帮提升运输机，边帮提升运输机将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节；

若开采工艺系统中包括移动式转载机，则步骤3）为：移动式喂料机将小块物料转载到移动式转载机的受料部，移动式转载机将小块物料转载给边帮提升运输机，边帮提升运输机将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节；

当采掘设备装入卡车的物料为中块物料时：

步骤1），采掘设备将中块物料装入卡车；

步骤2），卡车将中块物料运至移动式喂料机并卸入其受料部；

步骤3），移动式喂料机将中块物料转载给移动式二次破碎机，移动式二次破碎机将中块物料破碎成小块物料，破碎后的小块物料经移动式二次破碎机的排料机构排出；

步骤4），移动式二次破碎机的排料机构排出的小块物料直接进入边帮提升运输机，边帮提升运输机将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节；

若开采工艺系统中包括移动式转载机，则步骤4）为：移动式二次破碎机的排料机构排出的小块物料直接进入移动式转载机的受料部，移动式转载机将小块物料转载给边帮提升运输机，边帮提升运输机将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节；

当采掘设备装入卡车的物料为大块物料时：

步骤1），采掘设备将大块物料装入卡车；

步骤2），卡车将大块物料运至移动式喂料机并卸入其受料部；

步骤3），移动式喂料机将大块物料转载给移动式一次破碎机，移动式一次破碎机将大块物料破碎成中块物料，破碎后的中块物料经移动式一次破碎机的排料机构排出；

步骤4），移动式一次破碎机的排料机构排出的中块物料直接进入移动式二次破碎机，移动式二次破碎机将中块物料破碎成小块物料，破碎后的小块物料经移动式二次破碎机的排料机构排出；

步骤5），移动式二次破碎机的排料机构排出的小块物料直接进入边帮提升运输机，边帮提升运输机将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节；

若开采工艺系统中包括移动式转载机，则步骤5）为：移动式二次破碎机的排料机构排出的小块物料直接进入移动式转载机的受料部，移动式转载机将小块物料转载给边帮提升运输机，边帮提升运输机将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节。

以上所述各种开采方法中的步骤2）可替换为：卡车先将物料（小块物料、中块物料或大块物料）卸载至移动式喂料机的受料部附近再采用装载机（或其他辅助设备）向移动式喂料机的受料部装料。

本发明还提供了上述单体移动式成套设备半连续开采工艺系统的移设方法，其技术要点是，包括以下步骤：

当采掘设备装入卡车的物料为小块物料时：

步骤1），将边帮提升运输机移设到新的工作位置；

步骤2），将移动式喂料机搭接到边帮提升运输机机尾受料部。

当采掘设备装入卡车的物料为中块物料时，步骤2）及后续步骤为：

步骤2），将移动式二次破碎机搭接到边帮提升运输机机尾受料部；

步骤3），将移动式喂料机搭接到移动式二次破碎机受料部。

当采掘设备装入卡车的物料为大块物料时，步骤2）及后续步骤为：

步骤2），将移动式二次破碎机搭接到边帮提升运输机机尾受料部；

步骤3），将移动式一次破碎机搭接到移动式二次破碎机受料部；

步骤4），将移动式喂料机搭接到移动式一次破碎机受料部。

若开采工艺系统中包括移动式转载机，则移设方法包括以下步骤：

当采掘设备装入卡车的物料为小块物料时：

步骤1），将移动式喂料机与边帮提升运输机同时移动到新的工作位置；

步骤2），通过移动式转载机自身的移动和调整实现移动式喂料机与边帮提升运输机机尾受料部之间的快速衔接。

当采掘设备装入卡车的物料为中块物料时：

步骤1），将移动式喂料机、移动式二次破碎机与边帮提升运输机同时移动到新的工作位置；

步骤2），将移动式喂料机与移动式二次破碎机依次串联搭接；

步骤3），通过移动式转载机自身的移动和调整实现移动式二次破碎机的排料机构与边帮提升运输机机尾受料部之间的快速衔接。

当采掘设备装入卡车的物料为大块物料时：

步骤1），将移动式喂料机、移动式一次破碎机、移动式二次破碎机与边帮提升运输机同时移动到新的工作位置；

步骤2），将移动式喂料机、移动式一次破碎机及移动式二次破碎机依次串联搭接；

步骤3），通过移动式转载机自身的移动和调整实现移动式二次破碎机的排料机构与边帮提升运输机机尾受料部之间的快速衔接。

上述技术方案中，物料是指露天矿的矿物、剥离物或其他散状物；

小块物料，是指粒度满足最终产品粒度要求或边帮提升运输机输送要求的物料；

中块物料，是指经过一级破碎环节破碎后可以被破碎成小块物料的物料；

大块物料，是指经过一级破碎环节破碎后不能被破碎成小块物料但可以被破碎成中块物料的物料。

边帮提升运输机，是指具有运输、大角度或垂直提升物料功能的一部或多部、串联或并联的提升运输设备，边帮提升运输机的提升运输部件可选用压带式结构、波状挡边带结构、管状带结构及斗式提升结构等结构形式。边帮提升运输机可沿大角度（25°以上）提升运输物料，根据边帮提升运输机的提升运输部件不同，边帮提升运输机各机型适用的提升运输角度不尽相同，部分边帮提升运输机机型适用的提升运输角度范围可达18°~90°。边帮提升运输机具有自移式结构、他移式结构和/或可快速拆装的固定支撑结构，可自行移动、在外部设备协助下移动或由外部设备进行搬运。

本发明的有益效果：

边帮提升运输机沿边帮安装并可沿边帮移设，不需为其专门开挖出入沟或出入隧道，不仅节省建设投资而且还解决了出入沟或出入隧道位置固定而影响内排推进的问题。

边帮提升运输机可以沿大角度（25°以上）提升运输物料，部分边帮提升运输机机型适用的提升运输角度范围可达18°~90°，边帮综合边坡角不会因边帮提升运输机沿边帮安装而受到限制，边帮综合边坡角可获得进一步提高。如图7和图8，假设采用边帮提升运输机之后边帮综合边坡角由20°提升到35°，对于一个采场深度200m推进速度100m/a的露天矿，每年可减少剥离量260万m³，节省剥离费用约3900万元；对于一个采场深度300m推进速度100m/a的露天矿，每年可减少剥离量590万m³，节省剥离费用约8900万元。因此，本发明有利于提高边帮综合边坡角，进而减少剥离量，减少爆破，减少卡车运输，不仅能够减少环境破坏而且还能够大幅降低开采成本。

边帮提升运输机具有自移式结构、他移式结构和/或可快速拆装的固定支撑结构，可通过自行移动、在外部设备协助下移动或由外部设备进行搬运完成移设，必要时边帮提升运输机可解体，解体后各部分分别移设，以缩短移设时间，实现配合工作面和内排推进快速移设，缩短移设工期，缩短露天矿因移设而停产的时间，降低移设工期对剥采工程和内排工程的影响，提高开采效率。

本发明工艺系统所用移动式喂料机、移动式一次破碎机、移动式二次破碎机、移动式转载机等均为结构简单、功能独立、移动灵活、对中迅速的小型化设备，可保证工艺系统设备能够配合工作面和内排推进快速移设，缩短移设工期，缩短露天矿因移设而停产的时间，降低移设工期对剥采工程和内排工程的影响，提高开采效率。

本发明工艺系统所用移动式喂料机、移动式一次破碎机及移动式二次破碎机均为小型化设备，无需建设单斗挖掘机-卡车-半移动式破碎站-带式输送机半连续开采工艺中半移动式破碎站的大型挡土墙，大幅降低工艺系统建设和移设的投资。

本发明工艺系统所用移动式喂料机、移动式一次破碎机、移动式二次破碎机及移动式转载机均为小型化设备，移动灵活、对中迅速，只需在移设时对中一次即可连续工作，解决了单斗挖掘机-移动式破碎机-带式输送机半连续开采工艺中设备重量大、移动困难、对中频繁、对中时间长、设备结构复杂维修困难等问题，大幅提高了开采工作效率，同时也大幅降低了设备投资。

单斗挖掘机-卡车-半移动式破碎站-带式输送机半连续开采工艺和单斗挖掘机-移动式破碎机-带式输送机半连续开采工艺只有一次破碎机在坑下，大块物料破碎成中块物料后进行长距离运输或提升。本发明工艺系统中移动式一次破碎机、移动式二次破碎机等主要破碎环节全部位于坑下，将物料破碎成小块之后再长距离运输或提升，大幅降低了物料在运输提升过程中对提升运输设备的冲击和磨损，使得设备使用寿命大幅度提升。

本发明工艺系统移动式喂料机、移动式一次破碎机、移动式二次破碎机及移动式转载机等主要设备集中布置在坑下，便于统一管理和维护，降低使用和维护成本。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例4的结构示意图；

图5为本发明实施例5的结构示意图；

图6为本发明实施例6的结构示意图；

图7为综合边坡角度示意图；

图8为综合边坡角度变化引起剥离量变化示意图。

附图标记说明：1采掘设备、2卡车、3移动式喂料机、4移动式一次破碎机、5移动式二次破碎机、6移动式转载机、7边帮提升运输机。

具体实施方式

以下结合附图1~6对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例用于采掘设备1装入卡车2的物料为小块物料的工况，该单体移动式成套设备半连续开采工艺系统由依次衔接的采掘设备1、卡车2、移动式喂料机3以及边帮提升运输机7组成。此时，采掘设备1包括电铲、液压铲、装载机、轮斗挖掘机、扒矿机和/或露天采矿机等。

采用上述系统的开采方法包括以下步骤：

步骤1）采掘设备1将小块物料装入卡车2；

步骤2）卡车2将小块物料运至移动式喂料机3并卸入移动式喂料机3的受料部（或卸载至移动式喂料机3的受料部附近再采用装载机或其他辅助设备向移动式喂料机3的受料部装料）；

步骤3）移动式喂料机3将小块物料转载给边帮提升运输机7，边帮提升运输机7将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节。

移设过程包括以下步骤（采掘设备1始终随工作面推进；卡车2在采掘设备1和移动式喂料机3之间往返运输物料，无需移设）：

步骤1），将边帮提升运输机7移设到新的工作位置；

步骤2），将移动式喂料机3搭接到边帮提升运输机7机尾受料部。

实施例2

如图2所示，本实施例用于采掘设备1装入卡车2的物料为小块物料的工况，该单体移动式成套设备半连续开采工艺系统在实施例1的基础上，在移动式喂料机3与边帮提升运输机7之间设置移动式转载机6。

采用上述系统的开采方法，在实施例1的基础上，将步骤3）改为，移动式喂料机3将小块物料转载到移动式转载机6的受料部，移动式转载机6将小块物料转载给边帮提升运输机7，边帮提升运输机7将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节。

移设过程包括以下步骤（采掘设备1始终随工作面推进；卡车2在采掘设备1和移动式喂料机3之间往返运输物料，无需移设）：

步骤1），将边帮提升运输机7与移动式喂料机3同时移动到新的工作位置；

步骤2），通过移动式转载机6自身的移动和调整实现移动式喂料机3与边帮提升运输机7机尾受料部之间的快速衔接。

实施例3

如图3所示，本实施例用于采掘设备1装入卡车2的物料为中块物料的工况，该单体移动式成套设备半连续开采工艺系统在实施例1（除采掘设备1以外）的基础上，在移动式喂料机3与边帮提升运输机7之间设置移动式二次破碎机5。此时，采掘设备1包括电铲、液压铲、装载机、轮斗挖掘机和/或扒矿机等。

采用上述系统的开采方法包括以下步骤：

步骤1）采掘设备1将中块物料装入卡车2；

步骤2）卡车2将中块物料运至移动式喂料机3并卸入移动式喂料机3的受料部（或卸载至移动式喂料机3的受料部附近再采用装载机或其他辅助设备向移动式喂料机3的受料部装料）；

步骤3）移动式喂料机3将中块物料转载给移动式二次破碎机5，移动式二次破碎机5将中块物料破碎成小块物料，破碎后的小块物料经移动式二次破碎机5的排料机构排出；

步骤4）移动式二次破碎机5的排料机构排出的小块物料直接进入边帮提升运输机7，边帮提升运输机7将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节。

移设过程包括以下步骤（采掘设备1始终随工作面推进；卡车2在采掘设备1和移动式喂料机3之间往返运输物料，无需移设）：

步骤1），将边帮提升运输机7移设到新的工作位置；

步骤2），将移动式二次破碎机5搭接到边帮提升运输机7机尾受料部；

步骤3），将移动式喂料机3搭接到移动式二次破碎机5受料部。

实施例4

如图4所示，本实施例用于采掘设备1装入卡车2的物料为中块物料的工况，该单体移动式成套设备半连续开采工艺系统在实施例3的基础上，在移动式二次破碎机5与边帮提升运输机7之间设置移动式转载机6。

采用上述系统的开采方法，在实施例3的基础上，将步骤4）改为，移动式二次破碎机5的排料机构排出的小块物料直接进入移动式转载机6的受料部，移动式转载机6将小块物料转载给边帮提升运输机7，边帮提升运输机7将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节。

移设过程包括以下步骤（采掘设备1始终随工作面推进；卡车2在采掘设备1和移动式喂料机3之间往返运输物料，无需移设）：

步骤1），将边帮提升运输机7与移动式喂料机3、移动式二次破碎机5同时移动到新的工作位置；

步骤2），将移动式喂料机3和移动式二次破碎机5依次串联搭接；

步骤3），通过移动式转载机6自身的移动和调整实现移动式二次破碎机5的排料机构与边帮提升运输机7机尾受料部之间的快速衔接。

实施例5

如图5所示，本实施例用于采掘设备1装入卡车2的物料为大块物料的工况，该单体移动式成套设备半连续开采工艺系统在实施例1（除采掘设备以外）的基础上，在移动式喂料机3与边帮提升运输机7之间设置依次衔接的移动式一次破碎机4以及移动式二次破碎机5。此时，采掘设备1包括电铲、液压铲和/或装载机等。

采用上述系统的开采方法，包括以下步骤：

步骤1）采掘设备1将大块物料装入卡车2；

步骤2）卡车2将大块物料运至移动式喂料机3并卸入移动式喂料机3的受料部（或卸载至移动式喂料机3的受料部附近再采用装载机或其他辅助设备向移动式喂料机3的受料部装料）；

步骤3）移动式喂料机3将大块物料转载给移动式一次破碎机4，移动式一次破碎机4将大块物料破碎成中块物料，破碎后的中块物料经移动式一次破碎机4的排料机构排出；

步骤4）移动式一次破碎机4的排料机构排出的中块物料直接进入移动式二次破碎机5，移动式二次破碎机5将中块物料破碎成小块物料，破碎后的小块物料经移动式二次破碎机5的排料机构排出；

步骤5）移动式二次破碎机5的排料机构排出的小块物料直接进入边帮提升运输机7，边帮提升运输机7将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节。

移设过程包括以下步骤（采掘设备1始终随工作面推进；卡车2在采掘设备1和移动式喂料机3之间往返运输物料，无需移设）：

步骤1），将边帮提升运输机7移设到新的工作位置；

步骤2），将移动式二次破碎机5搭接到边帮提升运输机7机尾受料部；

步骤3），将移动式一次破碎机4搭接到移动式二次破碎机5受料部；

步骤4），将移动式喂料机3搭接到移动式一次破碎机4受料部。

实施例6

如图6所示，本实施例用于采掘设备1装入卡车2的物料为大块物料的工况，该单体移动式成套设备半连续开采工艺系统在实施例5的基础上，在移动式二次破碎机5与边帮提升运输机7之间设置移动式转载机6。

采用上述系统的开采方法，在实施例5的基础上，将步骤5）改为，移动式二次破碎机5的排料机构排出的小块物料直接进入移动式转载机6的受料部，移动式转载机6将小块物料转载给边帮提升运输机7，边帮提升运输机7将小块物料提升至坑上后进入下游工艺环节。

移设过程包括以下步骤（采掘设备1始终随工作面推进；卡车2在采掘设备1和移动式喂料机3之间往返运输物料，无需移设）：

步骤1），将边帮提升运输机7与移动式喂料机3、移动式一次破碎机4、移动式二次破碎机5同时移动到新的工作位置；

步骤2），将移动式喂料机3、移动式一次破碎机4及移动式二次破碎机5依次串联搭接；

步骤3），通过移动式转载机6自身的移动和调整实现移动式二次破碎机5的排料机构与边帮提升运输机7机尾受料部快速衔接。

上述实施例1~6中，采掘设备1位于工作面上，移动式喂料机3、移动式一次破碎机4、移动式二次破碎机5及移动式转载机6位于坑下，边帮提升运输机7的机头在坑上，机尾在坑下，中间段沿边帮台阶安装，卡车2在采掘设备1和移动式喂料机3之间往返。采掘设备1可自行移动；移动式喂料机3、移动式一次破碎机4、移动式二次破碎机5及移动式转载机6可自行移动或在外部设备协助下移动；边帮提升运输机7可自行移动、在外部设备协助下移动或由外部设备进行搬运。边帮提升运输机7可以沿大角度（25°以上）提升运输物料，部分边帮提升运输机机型适用的提升运输角度范围可达18°~90°。

移动式喂料机3、移动式一次破碎机4、移动式二次破碎机5及移动式转载机6的移设全部在露天矿坑下进行，边帮提升运输机7在边帮的台阶平面上沿工作面推进方向移设。当边帮提升运输机7分段设置自移式结构或他移式结构时，边帮提升运输机7可整体或分体移设，通过自行移动或在外部设备协助下移动至新的工作位置；若边帮提升运输机7分体移设，可先移设边帮提升运输机7的机尾部分，以方便移动式喂料机3、移动式一次破碎机4、移动式二次破碎机5及移动式转载机6与边帮提升运输机7搭接，边帮提升运输机7的机头部分和中间部分可与移动式喂料机3、移动式一次破碎机4、移动式二次破碎机5及移动式转载机6同时移设。当边帮提升运输机7采用自移式结构、他移式结构或可拆装的固定支撑结构的混合结构时，首先将边帮提升运输机7解体，具有自移式结构或他移式结构的部分自行移动或在外部设备协助下移动至新的工作位置，具有固定支撑结构的各部分拆下后分别搬运至新的工作位置，最后将各部分顺次组装；其中，边帮提升运输机7的可拆装固定支撑结构可采用两套，一套正常使用，另一套在移设前在新的工作位置安装，如此循环可缩短边帮提升运输机7固定支撑结构部分移设所需的时间，大幅提高移设效率。