平朔东露天矿排土机行走路径探讨

刘 果，王忠杰

（1.中煤平朔集团有限公司 东露天矿，山西 朔州 036006；2.平朔煤炭工业公司 矿联公司，山西 朔州 036006）

平朔东露天矿排土机行走路径探讨

刘 果1，王忠杰2

（1.中煤平朔集团有限公司 东露天矿，山西 朔州 036006；2.平朔煤炭工业公司 矿联公司，山西 朔州 036006）

平朔东露天矿半连续系统排土机目前放置在外排1475土场，排土机需要从外排土场行走至场地。根据排土机行走特点和参数要求，论证排土机行走至存放场地最佳路径方案，以最小工程量、花最短时间将排土机行走至1400平盘存放场地。

露天矿；排土机；回场地；行走方案

Abstract:The East Open-pit Mine semi-continuous system dumping machine is currently ranked 1475 in the field of soil placed outside,dumping machine needs walking to the site from the outer.According to the walking characteristics and parameter requirements of dumping machine,the article demonstrates the best path scheme of dumping machine walking to the store site with theminimum quantity,spending the shortest time to dump machine walking to 1400 flat storage sites.

Key words:open-pitmine;dumpingmachine;back yard;walking scheme

0 引言

半连续工艺通常分为2种类型：单斗-卡车+半移动式破碎站-带式输送机（排土机）半连续工艺和单斗-自移式破碎机-带式输送机（排土机）半连续工艺[1]，东露天矿半连续系统工艺采用第2种，具体为单斗挖掘机采装剥离物后，卸载到工作面自移式破碎站，把物料破碎到400 mm以下，然后经过工作面带式输送机（101胶带）—北端帮带式输送机（201、301胶带）—北端帮出入沟带式输送机（401胶带）—排土场带式输送机（501胶带）—排土机排土，外排时排弃1475平盘排土场，内排时排弃1290平盘排土场[2]，该系统自2013年11月正式开始生产。由于榆岭村无法及时搬迁，采场1320及上部平盘无法展开，造成工作帮带式输送机长度仅为600 m，系统于2016年10月中旬停机，累计完成开采量1 495万m3。系统设备在二次投用内排土场1290土场之前，需要准备足够空间将胶带、钢轨、电缆车、机头、机尾、排土机等设备存放于场地，便于看守和设备日常维护管理。

1 存放场地准备

根据现场应用条件，确定设置北帮1290临时场地和内排土场1400存放场地2个场地承担半连续系统设备停放任务。北帮1290平盘完成301胶带拆除后，将破碎机、连接桥两大件存放在北帮1290平盘临时场地，随着矿坑向前推进，破碎机和连接桥随之向前移设。考虑在内排土场南帮1400平盘到界土场设置一个面积5万m2的存放场地，该场地靠近170卡车停放场地，可以利用原供电设施、排水系统，也利于今后排土机从1400平盘行走至1290平盘。目前系统胶带、钢轨、电缆车、驱动机头、机尾等设备均以存放于场地，仅剩排土机还未回场地，需制定专门方案，保证排土机安全、及时回场地。

2 影响排土机回场地因素

影响排土机从外排土场1475平盘回内排土场1400场地的影响因素主要有2个方面：①需要改移现有门岗（北帮出入沟系统）；②需要考虑对3趟线路（北岭高压线、杏榆高压线、通讯线）影响最低。通过计算，北帮出入沟系统改移后，还能释放1350、1380、1400、及坡道内排空间1 500万m3，有效解决当前内排空间不足问题。3趟线路横跨1290—1430出入沟，排土机回场地需穿过该3条线路。根据现场实测，北岭高压线离地高度40 m，下垂最低段高程1 402 m；通讯线离地高度25 m，下垂最低段高程1 385 m；杏榆高压线离地高度55 m，下垂最低段高程1 405 m。而排土机站立水平高度25 m，需要研究最优路线，将线路对排土机回场地影响降低至最小。

3 出入沟、门岗改移方案

3.1 出入沟改移方案

东露天矿北帮出入沟1400—1290出入沟连接矿坑和工业广场，计划内排北帮出入沟空间，需要将原出入沟改移。出入沟关系矿坑安全，是矿坑运输系统重要组成部分，为保证安全生产，出入沟改移要求如下：①出入沟与现有运输系统衔接顺畅、便利；②出入沟尽量减少折返次数，坡长大于350 m时设置小于3%坡度的缓坡，缓坡长度不小于80 m；③在排土场设置出入沟，考虑排土场跟进需要，道路坡度小于8%，宽度不小于40 m，转弯半径不小于40 m。通过现场踏勘，选择底部1290平盘起坡土场位置修筑1290—1320—1350平盘移动坡道，然后经新1350—1380坡道连接1380平盘至新门岗。

3.2 门岗改移方案

东露天矿现门岗布置在1400平盘，担负着出入矿坑车辆安全通行职责，随着矿坑1290—1400出入沟改移，门岗需要进行改移。通过现场踏勘，计划将新门岗设置在1380平盘东部。新门岗包括小车道、门房、大车道3部分。通行道路宽度：小车道路宽度12 m，大车道路宽度20 m。将门房(基础6 m×10 m)设置在门岗南部，南部为小车道，北部为大车道，南侧门房距离坡面至少10 m。门房基础尺寸3 m× 6 m，采用砖砌结构，厚度为0.2 m，为确保人员安全，分4步修筑高度为0.8 m的混凝土人行台阶。在门房东侧15 m挡墙上安放“入口须知”警示牌。为确保道路封闭和通行安全，需要在门岗两侧修筑安全挡墙，挡墙底宽5 m，为确保大小车辆分离，需要在两车道间修筑隔离带。新门岗供电从现有门岗旁变压器引出，沿1400—1380坡道至新门岗，线路长度480 m。为保证门岗雨季安全，需要控制主体路面标高1 380.2 m，半连续场地和170场地间的水沟积水通过引水挡墙至西侧矿坑土场，东部积水通过水沟至工业广场。

4 排土机回场地方案

半连续工艺系统排土机计划回内排土场1400半连续设备场地存放，排土机目前站立水平实际标高1 473 m，存放场地水平实际标高1 403 m，落差70 m，需要经过1430—1290大坡道上部。由于受料小车和排土机分别采用钢轨和履带行走方式，需要预留一定的安全备用系数设计道路参数[3-4]。

4.1 设计参数要求

1）对出入沟35 kV供电线（北岭线、杏榆线）及通讯线影响时间短。

2）排土机现有轨道不能移动，即按照排土机布置的轨道方向布置行走路线；

3）行走路线路面宽度按照排土机的规格不得小于50 m，轨道左侧路基距离不得小于8 m；

4）轨道铺设转弯半径不得小于250 m；

5）轨道纵坡设置不得大于5°（8.7%），横坡设置不大于3%[5-6]；

6）线路设计工程量最小、施工简单。

4.2 2种排土机行走路线

影响排土机回半连续设备场地有3趟线路，分别是北岭35 kV高压线、通讯线、杏榆35 kV高压线。3趟线路横跨1290—1430出入沟，根据现场实测，北岭高压线离地高度40 m，下垂最低段高程1 402 m；通讯线离地高度25 m，下垂最低段高程1 385 m；杏榆高压线离地高度55 m，下垂最低段高程1 405 m。根据现场施工条件和设计参数要求，考虑3趟线路临时剪短还需恢复，设计2种方案：①排土机经原170车间至内排土场1400平盘路线；②排土机经修筑的“L”形道路至内排土场1400平盘，然后至1400存放场地。

4.2.1 方案1：排土机经原170车间至内排土场

线路总长1 843 m，按照回场地方向可分为7段坡道，每段坡道长度、宽度、曲率半径参数见表1。

采用3Dmine减少方法计算此方案道路工程量为108万m3，推土机工程量12万m3，其中1400平盘10万m3，1430平盘70万m3，1460平盘28万m3，排弃平面图如图1。

4.2.2 方案2：修筑“L”形道路至内排土场

表1 方案1坡道参数

图1 方案1道路平面图

线路总长2 170 m，按照回场地方向可分为5段坡道，每段坡道长度、宽度、曲率半径参数见表2。

表2 方案2坡道参数

采用3Dmine减少方法计算此方案道路工程量为157万m3，推土机工程量8万m3。其中区段二道路工程量17万m3（不包括推土机工程量），区段三道路工程量85万m3，区段四道路工程量45万m3，区段五道路工程量10万m3，排弃平面图如图2。

图2 方案2道路平面图

4.3 2种方案比选

2种对比情况见表3。方案1和方案2两种方案道路工程量分别为108万m3、157万m3，线路长度分别为1 843 m、2 170 m。方案1线路穿越通讯线、驻地、排矸石道路，其施工条件较方案2差，方案2路线较方案1长327 m，方案2曲线道路830 m，比方案1长98 m，综合考虑2个方案优劣，方案2线路施工简单、易行，故推荐采用方案2。

在通讯线路剪短前计划先从原中石化加油站排弃1385—1409起坡土场（工程量65万m3），然后排弃区段三、区段二（道路工程量94万m3），期间完成区段五排弃10万m3，再排弃区段四35万m3，完成通讯线路剪断后排弃区段四剩余10万m3，完成线路整体修筑，在道路边坡稳定条件下将排土机走回场地。另外施工中需要注意道路横坡不要超过3%，即道路外侧超高不能超过内侧1.5 m，保证道路路面平整，对地比压满足排土机行走需要[7]。排土机行走时应有地面人员指挥，负责检查支撑台车及卸料车行走情况，发现异常情况，立即停止行走，待排查安全隐患后方可恢复行走[8]。

5 结语

通过综合比较2种排土机回内排土场1400场地方案所需道路工程量、施工组织难易程度、对供电线、通讯线影响程度等条件，提出了采用修筑“L”形道路至内排1400平盘存放场地，为下一步规划土场排弃空间、预留修筑坡道工程确定了思路，该方案具有施工难度较小、线路影响时间短、安全系数高特点，符合排土机高落差、长距离行走要求。

表3 2种方案对比情况

［1］张洪，贺永军，刘梅.露天煤矿剥离半连续开采工艺系统及其应用的研究［J］.露天采矿技术2013（1）：19-26.

［2］中煤西安工程设计有限公司.东露天煤矿初步设计说明书［R］.西安：中煤西安工程设计有限公司.

［3］宁倩，周喻.露天矿用大型排土机双履带行走机构简介［J］.企业技术开发，2012（28）：61-62.

［4］李欣东.李三川.元宝山露天煤矿2#排土机初始路堤修筑方案［J］.露天采矿技术，2004（5）：5-6.

［5］蔡光琪，韩进，傅新华，等.平朔东露天煤矿排土机作业方式探讨［J］.露天采矿技术，2014（6）：7-10.

［6］张迎平，雷献，贺继军.平朔东露天矿排土机和移置式带式输送机升段移设［J］.露天采矿技术，2015（7）：30-32.

［7］刘宏超.元宝山露天矿排土机排土场平整［J］.露天采矿技术，2013（6）：38-39.

［8］王素妮.排土机履带行走装置加工制作要点［J］.煤矿机械，2013（9）：143-145.

【责任编辑：陈 毓】

Discussion on walking path of dumping machine in Pingshuo East Open-pit M ine

LIU Guo1,WANG Zhongjie2
(1.East Open-pit Mine,China Coal Pingshuo Group Co.,Ltd.,Shuozhou 036006,China; 2.Pingshuo Coal Industry Company,Shuozhou 036006,China)

TD214+4

B

1671-9816（2017）10-0036-04

2017-06-06

刘 果（1987—），男，四川广安人，工程师，2009年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现在平朔东露天矿生产技术部工作。

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.10.011

刘果，王忠杰.平朔东露天矿排土机行走路径探讨［J］.露天采矿技术，2017，32（10）：36-39.