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胶带自动化运输工艺在大型冶金露天矿的应用

胶带自动化运输工艺在大型冶金露天矿的应用 自动皮带运输技术在大型冶金露天矿的应用

随着我国大型冶金露天矿山开采深度的不断增加,采矿场的空空间越来越小,冶金露天矿山(特别是采用铁路运输的矿山)运输条件日益恶化,矿山生产能力大幅降低,矿石生产难度越来越大。为了解决我国冶金露天矿山运输落后的问题,许多大型露天矿山逐步采用带式输送机自动连续运输方式。特别是近几十年来,由于高强度胶带的发展,大容量胶带自动连续运输在大型冶金露天矿采场得到了广泛应用。如鞍钢东鞍山铁矿、扩建排土场工程、大孤山铁矿一、二期扩建工程、齐大山铁矿扩建工程、唐钢石人沟铁矿扩建排土场等。先后采用带式输送机自动连续运输矿石和岩石。这些大型冶金露天矿山在自动化连续皮带运输方面取得了明显的运行效果和经济社会效益。

目前,国内外矿山运输领域的人士普遍认为,与卡车和铁路运输相比,长距离自动连续胶带运输是最安全、最经济的。尤其是重载向上运输时,更显示出其经济优势。

早在1971年,西得克毕博公司就对年运输能力为430万吨、带宽为lm的带式输送机和68吨的矿用自卸车两种运输方式的设备投资和运行费用进行了比较。结果表明,当水平运输距离小于10km时,根据运输距离,带式输送机的运行费用比汽车运输低26% ~ 16%。只有运营成本才能在6年内弥补带式输送机设备的额外投资。当垂直高度为20m,运距为5 ~ 10km时,带式输送机的低运行费用可以在一年内弥补其设备的额外投资。当垂直高度为400米,运距小于8公里时,皮带运输的设备投资和运行费用低于汽车运输。但运距10km时,皮带运输的低运行成本只能在3个月内弥补设备的额外投入。

可以看出,重载提升的垂直高度越高,带式输送机的优越性就越明显。因此,我国大多数冶金露天矿山进入深部开采后,带式输送机自动连续运输方式得到了广泛应用。

带式输送机自动连续运输用于矿井,最初主要用于运输煤炭。由于它具有连续作业、生产效率高、运输能力大、爬坡能力强、劳动生产率高、运行成本低等优点,自20世纪50年代开始在冶金露天矿中应用,用于运输粒径较小的矿石或岩石,切碎岩石表土。随着高强度、长距离自动连续输送带的研制成功,皮带运输的基础投资和运行费用大大降低,应用范围更加广泛。它逐渐被用来运输破碎后的大块坚硬矿石和岩石。这为冶金露天矿深部开采间断-连续运输技术的发展奠定了基础。

为了进一步减少车距,增加带距,提高运输效率,降低运输成本,取消修建固定破碎机房的固定工程,增加破碎站的灵活性,缩短破碎站的建设和移动周期,解决生产与建设的干扰,1981年,杜瓦公司为西雅力塔铜钼矿设计了专用的半移动式破碎机组及其配套设施,从而形成了一套完整的坑内短途车辆运输——一个坑内半移动式破碎站,一个排的皮带自动连续运输这套技术于1983年6月投产后,生产效率大大提高,每吨矿岩运行成本节约0.29美元,汽车数量减少37%,10年可少用26辆汽车,节省设备投资2300万美元,经济效益十分显著。

近十年来,我国冶金露天矿山发展迅速,许多老矿山已经进入或即将进入深部开采阶段,特别是鞍钢大孤山铁矿和前尖山铁矿,开采深度分别达到220m和182m。大型露天冶金矿山转入深部开采后,随着开采深度的增加,矿岩运输距离逐渐延长,穿孔、爆破、开拓运输、通风、防排水、边坡稳定等条件日益恶化。矿山的生产能力逐渐降低,矿山管理的一系列技术经济指标逐渐恶化。在上述因素中,开拓运输方式对深凹露天矿主要技术经济指标的影响最大。因此,以自动连续胶带运输为主要运输方式的采矿技术是提高现代化大型深凹露天矿管理水平的有效途径。

根据国内外带式自动连续运输的发展,我国冶金矿山科技人员先后研究设计了大型冶金露天矿采矿用各种类型的间歇-连续自动运输工艺系统,并投入生产应用。如鞍钢东鞍山铁矿间歇-连续自动运输工艺系统于1982年投产:铁路运输-地面固定破碎机-皮带机自动运输-排岩机。鞍钢大孤山铁矿排土作业的间歇-连续-间歇岩石运输工艺系统于1982年投产,后改造为坑内汽车运输-移动皮带运输-排土机排土的间歇-连续自动化运输工艺系统。

目前亚洲最大的冶金露天铁矿,国家八五重点建设项目,鞍钢齐大山铁矿扩建工程中的岩石运输和排水系统,是我国露天金属矿山中唯一以皮带运输为主要运输方式的间歇-连续自动化运输系统。主要技术参数为:设计矿石规模1700万t/a,矿用自卸车载重154t,带式输送机总长度2500m,带式输送机段数3,带式输送机带宽1,600mm,带式输送机速度4m/s,带式输送机小时生产能力5968t。

鞍钢齐大山铁矿扩建工程已接近尾声,即将投入试运行。该自动化连续皮带运输系统的建成和成功运行,将标志着我国露天金属矿山基于皮带运输的间歇-连续自动化运输技术达到国际先进水平。

 
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