第九章 间断工艺系统—机械铲汽车工艺.doc

第九章间断工艺系统机械铲汽车工艺第一节应用和发展我国露天矿，机械铲和公路运输相配合的工艺系统，五十年代就有较广泛的应用，近年来应用更广。我国金属、非金属和建材露天矿，由汽车运输的矿石量占60％左右，露天煤矿，汽车运输也有所发展。汽车运输具有机动灵活、爬坡能力大、便于选采、建设速度快和开强度大等优点。但它配件供应和维修较为困难，消耗燃料油较多，轮胎磨损大，从而吨公里运费较高。我国正在建设中的几个大型露天煤矿，矿岩年总开采量将达13亿t，设计中采用了勺容为1627m3的大型电铲和载重100154t的自卸汽车。这些露天矿建成，将使我国露天煤矿的生产和技术面貌达到一个新的水平。表91是我国几个全部采用汽车运输的露天矿的主要技术指标。机械铲汽车工艺系统的应用条件如下：1）地形复杂的山坡露天矿；2）长度短的深凹露天矿；3）矿体产状复杂，矿石品级多，要求选择开采的露天矿；4）运距较短，一般不超过23km； （5）开采强度很大的大型、特大型露天矿。这种工艺系统还常常和其他工艺系统联合应用，例如深凹露天矿浅部采用机械铲铁道工艺，深部采用机械铲汽车工艺，汽车和胶带相配合工艺等。 第二节开采参数 汽车运输时，确定台阶高度所要考虑的问题和铁道运输相同。在需要爆破的硬岩中，为确定采掘带宽度而计算爆堆宽度时，无需考虑线路的移设，可以取用较大的采掘带宽度，例如20m。汽车运输的采区长度可以更短一些。勺容为14m3的挖掘机，最小值相应地取为150m。汽车运输的工作平盘宽度，仍用铁道运输中所采用的计算式（8-4）计算。所不同的是：1）工作面汽车路到爆堆坡底的距离C，取决于所用的汽车，约为34m。2）道路宽度D，决定于汽车外型尺寸和行车方式。当采用单车道时，依汽车规格之不同，取3.56.5m；当采用双车道时，依汽车规格之不同，取6.012.0m。3）道路外侧到下一台阶安全坡顶线的距离E，取决于汽车型号，约为2.54m。为了保证可采储量，采矿台阶的工作平盘宽度也应适当扩大。当为进行矿山的分期过渡或为加大工作帮角度而实行组合台阶采掘时，在采掘工作线上暂进行的区段，可设置临时平盘临时平的宽度应保证将来能把它顺利地恢复为正常工作平盘。临时平盘的宽度可取为20m左右。第三节车斗容积和电铲勺容的匹配 从挖掘机利用率出发，车型一些有利。因为这样能够减少汽车在工作面的入换次数，增加挖掘机纯装车时间的比重。但是，从汽车运行利用来说，车型过大，将使装车时间在汽车循环中比重加大，降低行车时间比重。反之，车型太小，车体强度不足，容易在装车中被砸坏；为完成一定运量所需的汽车就多。这样，露天矿内车流密度高，互相影响大，汽车维修量大，所需司机也多。国内外不少人曾对车斗容积和铲勺容E之比的合理值作过研究，所得结论大致相同：1）V : E的比值随运距加大而应有所加大；2）对大型挖掘机，即E值大时，V : E可取较小的数值。这些研究表明，当运距L1～2km时，对于E2～4m3的挖掘机，V : E的合理值是55.5，对于E8～10m3的挖掘机，V : E合理值是4.55.0。按照挖掘机和自卸汽车的定型情况，电铲勺容和汽车载重匹配如下：电铲勺容Em3 汽车载重，t1 7～12 2 12～20 4 20～45 6～10 45～100 12～15 100～120 ＞15 120～154 为便于维修和运营，在同一矿山中应尽可能选用同一型号和规格的汽车。当采用不同车型时，也尽可能使各种车型具有相同的运速，以免快速车的效率被慢速车限制。 第四节车铲比露天矿汽车运输中的铲比研究，受到国内外的普遍重视。实际测定表明，汽车运输中，采掘工作面的欠车时间t和汽车等待时间t与车铲比Y的关系不是线性的。图91是根据一个铁矿的实测资料作出的。曲线表明，当Y增大时，t也随之增大，且t的加大速率要比Y快。Y加大，t随之减小，但减小的速率要比Y小。Yz究竟应大合理，在理论上还没有完满地解决。下面根据排队原理作一些探讨。 把机械铲汽车工艺系统看作是一个四级服务系统，（图9a）：第级装载；第2级重载运输；第3级卸载；第4级空载返回。在每一级中，汽车作为顾客，受作为服务台的设备或设施服务。这些务台，第1级是挖掘机．其台数有N台；第2级是运输道路，有N条；第3级是卸载设施，有N3个；第4级又是道路，有N条。在这一服务系统当中，作为顾客的汽车有M台。这是一个多级、有限顾客的循环服务系统。首先考虑一台挖掘机的作业，并把它简化为一个单级服务系统（图9b）。在这个服务系统中，挖