露天矿山胶排系统小高差升段的应用

黄耀春

（鹤庆北衙矿业有限公司，云南 大理 671507）

近年来，胶带运输逐渐成为大型露天矿开采的一种发展趋势，是一种高效率、低成本、连续、半连续运输的开拓方式。该工艺虽然初期投资高，但总投资比单一的汽车运输低，而且生产费用低。

某露天矿山封闭圈至作业台阶高差超200m，采用单一的汽车运输-推土机排土模式，汽车运距超6.2Km，运输成本占总成本月60%，盈利能力大幅降低。为解决运输成本超高难题，于2015年引进胶排系统，该系统由破碎站、固定输送带、移置式输送带、转载站、排土机等生产设施组成；废石通过自卸汽车运输，入两台破碎机卸料口，经两台破碎机破碎，由破碎机皮带转载到带式输送机系统；经三条固定带式输送机和两条移置式带式输送机系统运输至落家井排土场，通过排土机排弃。

1 矿用排土机的升段方式

传统胶排升段以大高差为主，一次升段高差以40m～60m为宜。升段高差大，单次升段排土库容多，排土机作业位置相对固定，且移动频率大幅降低，能降低排土机故障，可提胶排系统总体运行效率。但大高差升段时需要汽车修筑移设平台，排土机走车坡度不小于1%，若单次升段高差大，则汽车超运距堆排或倒运的方量较大，致使修筑移设平台成本大幅升高；修筑升段平台时要确保移设场地平整，平台及移设边坡坡度需控制在±3°以内；为预防场地沉降，要求地基必须进行夯实处理，也会造成移设成本增加，不经济。

鉴于上述原因，为缓减成本增加及移设进度缓慢压力，探索新的升段移设方式势在必行。

结合排土实际，拟调整升段方式，将大高差一次升段调整为小高差升段。利用排土机作业完成初始移设平台修筑，不需用汽车配合修筑移设平台，减少汽车超运距排土费用。移设时分两步骤升段至所需标高，第一次采用扇形升段方式将P2头部升段至所需标高，第二次采用矩形升段方式将P2尾部和P1头部升段至P2标高，经两次独立升段后，P2和P1头部整体升段至设计标高。一次升段高度为排土机上排的高度沉降后的最高高度。

排土时排土机横向排弃至排土机最大排土距离，再按照移设方向，以不大于1%的坡度、以扇形移设模式由高至低依次排弃，以减少场平推排量；待完成第一次移设后，再从反方向提高标高至第一升段最高标高，和第一次升段保持平行，全台阶所有标高均升段至同一水平，即完成一次小高差升段。

2 排土机作业时安全距离的确定

排土作业时应现确定最小移设平台宽度，便于确定各关键设备及排土作业安全距离，以确保坡面移设顺利实施。

根据移设经验，一般最小移设平台宽度按下式选取：即最小移设平台宽度=皮带机架外侧安全距离+机架宽度+机架与排土机安全距离+排土机基座宽度+排土机与边坡坡顶安全距离；其中因皮带机架实际沉重较小，同时内侧还增设皮带移设坡面，安全距离选取可适当减少，以3m为宜；机架与排土机安全距离以满足皮带正产作业行走安全为主，该距离可按排土机和皮带作业间隙要求灵活选取，建议不小于3m；排土机自身重量较大，作业时还需承受带速动能和待料量，且边坡靠近坡顶，易沉降，承载力较小，因此排土机与边坡坡顶安全距离选取为后期运行关键，按照单次升段15m而论，该安全距离应不小于20m为宜。

3 不同移设的特点及应用效果

在进行胶排系统小高差升段时，在移设面需修筑坡度不小于20%（11°）的横向边坡；坡度选取可根据移设设备功率大小和爬坡能力做适当调整，但最大坡度不大于30%（18°）；同时需进行夯实处理，并保持边坡平整。移设时务必确保所以移设设备同步移动，走车长度、皮带架离地距离、负荷应趋于平衡；否则易折断皮带架钢轨以及单次移设距离不均匀，移设后期钢轨修复和皮带架钢轨校核难度大，影响移设工期。

小高差升段能充分发挥其机动灵活的移设特点，适应性强，若急切进行应急移设或是开辟新的库容，该种移设方式效率较为明显；其次所有移设平台均有排土机排排弃而成，在排土过程中可初步形成移设平台坡度，降低辅助施工成本，减少设备推排量，降低推排费用；同步减少作业和胶排生产平行作业的影响，减少移设准备工期，施工顺序较为顺畅。

升段移设中胶带移设时间占总体移设较多，移设至设计中心线后，可平行进行机架、皮带校核、管网修复、大件设备安装等作业；在移设时无需切断皮带（或切除皮带段数较少）及皮带架，减少拆除皮带、皮带架和硫化皮带及焊接皮带架时间，可减少移设工期；一般而言，小高差升段较大高差升段工期减少约20%，提高系统开机台时。二是移设时使用的设备种类及数量较多，且多数设备平行作业现象突出，施工组织难度大。三是作业时要求设备操作人员同步作业，皮带架轨枕断裂以及移设长短不一现象在移设初期较为明显，造成移设到位后校核作业量偏高，也会降低钢轨使用寿命。

4 结语

胶排系统小高差升段其实质是采用“两次扇形移设+一次升段=升段移设”的施工模式，该种移设方式适应性强，尤其是对于中小型排土场以及很急切增加库容的排土场具有较强的现实指导意义。

若排土场库容大，排土平台较宽，增加库容主要为增加排土标高的排土场，灵活使用扇形、矩形以及混合等移设方式，为减少排土过程排土机移设频率，可采取“2次～3次小高差升段=大高差升段”的施工模式，即在一工期内连续升段，单次升段高度达40m～60m，实现排土机自排移设升段的效果。