目前，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)采用汽車一半移動破碎機(jī)一膠帶運(yùn)輸機(jī)的半連續(xù)開采工藝。這種工藝技術(shù)含量高，既可發(fā)揮汽車運(yùn)輸機(jī)動靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、短途運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)、有利于強(qiáng)化開采的長處，又可以發(fā)揮帶式輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)哪芰Υ�、爬坡能力�?qiáng)、運(yùn)營費(fèi)用低的優(yōu)勢，兩者聯(lián)合可以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。
對于半連續(xù)開采工藝而言．破碎站的選擇是非常關(guān)鍵的一環(huán)，它是將大塊堅(jiān)硬的物料破碎處理成為適于帶式輸送機(jī)輸送的物料，是接受間斷工藝單斗裝卸卡車卸載的大塊物料和聯(lián)結(jié)連續(xù)工藝的關(guān)鍵設(shè)備。如何選擇合適的破碎站成為正準(zhǔn)備采用半連續(xù)開采工藝的礦山企業(yè)所面臨的一個重要問題。同時，隨著采場的逐漸加深，帶式輸送機(jī)的長度不斷增加，如何布置才能最大限度節(jié)約能耗？由此引來的帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、管理和使用方面的一系列問題．也會擺在設(shè)計(jì)單位和礦山企業(yè)決策者的面前。
如今，部分水泥礦山正在或行將進(jìn)入露天凹陷開采階段，正面臨著生產(chǎn)成本加大，生產(chǎn)工藝急需改進(jìn)的問題，而采用汽車一半移動破碎機(jī)一膠帶運(yùn)輸機(jī)的半連續(xù)開采工藝無疑是一種行之有效的采礦工藝系統(tǒng)。為了進(jìn)一步在國內(nèi)的露天礦山，特別是在水泥礦山推廣先進(jìn)節(jié)能的半連續(xù)開采工藝，《礦業(yè)裝備》雜志社與中國冶金礦出企業(yè)協(xié)會礦山設(shè)備委員會、中國水泥協(xié)會礦山專業(yè)委員會于2008年7月16—18日在河北唐山遷安市共同舉辦了首屆半連續(xù)開采工藝節(jié)能技術(shù)現(xiàn)場交流會。來自冶金、有色金屬、煤炭、水泥建材和非金屬礦等行業(yè)的礦山企業(yè)、設(shè)計(jì)院所及相關(guān)設(shè)備制造廠商的代表近80人參加了此次會議。
作為國內(nèi)最早應(yīng)用汽車一半移動破碎機(jī)一膠帶運(yùn)輸機(jī)半連續(xù)開采工藝的冶金礦山企業(yè)之一，首鋼水廠鐵礦在節(jié)能增效方面走在了行業(yè)的前列，被評為第二屆全國冶金礦山“十佳廠礦”，這也是本次會議最終選址河北遷安的原因所在。通過應(yīng)用德國蒂森克虜伯公司的半移動破碎站、1套礦石運(yùn)輸系統(tǒng)和2套巖石運(yùn)輸系統(tǒng)，水廠鐵礦的采礦工藝水平得到了進(jìn)一步提升，原有的礦車出采場直接排往最終卸載點(diǎn)的運(yùn)輸方式成為了歷史。經(jīng)測算，礦巖通過膠帶運(yùn)輸與礦車直接運(yùn)輸排放相比，每噸可降低綜合物耗成本1.04元．年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益5 700萬元，在開采深度逐年增加的情況下，首鋼水廠鐵礦礦石生產(chǎn)制造成本由2001年的每噸54.2元，逐年下降，2007年達(dá)到每噸36.2元。同時，通過多年的應(yīng)用，首鋼礦業(yè)公司也摸索出一套獨(dú)特的膠帶管理經(jīng)驗(yàn)，并在行業(yè)內(nèi)率先開展了數(shù)字化礦山的應(yīng)用。
此次交流會期間，圍繞著如何節(jié)能降耗的主題．與會嘉賓進(jìn)行了精彩的發(fā)言。會議由中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會礦山設(shè)備委員會名譽(yù)會長周再彬主持，趙永杰常務(wù)副會長致開幕詞：首鋼礦業(yè)公司副總經(jīng)理徐景海致歡迎詞。隨后，中煤國際工程集團(tuán)沈陽設(shè)計(jì)研究院的閻發(fā)堯高工介紹了水廠鐵礦東部排巖和礦石系統(tǒng)的設(shè)計(jì)心得：水廠鐵礦的馮增敏礦長助理介紹了水廠鐵礦半連續(xù)開采工藝的實(shí)際應(yīng)用情況：首鋼礦業(yè)公司企管處的郝壯處長做了“膠帶管理創(chuàng)一流”匯報：首鋼礦業(yè)公司計(jì)控室的張立成主任介紹了露天采礦礦車GPS自動調(diào)度及數(shù)字化礦山；蒂森克虜伯散料技術(shù)設(shè)備貿(mào)易（北京）有限公司售后服務(wù)部總經(jīng)理張寶珂介紹了裝有旋回破碎機(jī)的半移動破碎站及蒂森克虜伯公司情況：北京雨潤華科技開發(fā)有限公司的孫明昭董事長介紹了神效托輥與節(jié)能降耗的新一一代帶式輸送機(jī)。此外，與會代表還參觀了首鋼礦業(yè)公司水廠鐵礦的半移動破碎站、膠帶輸送機(jī)、排土機(jī)等半連續(xù)工藝設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，并在現(xiàn)場觀看了首鋼礦業(yè)公司機(jī)械廠和首鋼重型汽車制造有限公司最新研發(fā)的牙輪鉆機(jī)及170t電動輪卡車的演示，探討交流了相關(guān)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。
此次技術(shù)交流會的時間雖然短暫，但是會議取得的效果非常好。中國水泥協(xié)會礦山專業(yè)委員會唐光榮秘書長表示．在國家提倡節(jié)能減排的背景下，半連續(xù)工藝中采用的移動式破碎站和膠帶運(yùn)輸機(jī)都可以發(fā)揮最大的節(jié)能效果．此次會議就此進(jìn)行了深入的探討，取得了可喜的成果。同時，首鋼礦業(yè)公司實(shí)施的數(shù)字化礦山戰(zhàn)略更是給廣大的水泥礦山企業(yè)以啟迪，今后水泥企業(yè)也要向節(jié)能型礦山、和諧礦山和數(shù)字化礦山發(fā)展。
2、從水廠鐵礦東部排巖和礦石系統(tǒng)的設(shè)計(jì)看半連續(xù)開采工藝的應(yīng)用
2000年．首鋼礦業(yè)公司為滿足實(shí)際生產(chǎn)發(fā)展的需要．決定建設(shè)水廠鐵礦東部排巖系統(tǒng)和礦石系統(tǒng)。中煤國際工程集團(tuán)沈陽設(shè)計(jì)研究院在設(shè)計(jì)招投標(biāo)中，以設(shè)計(jì)方案和設(shè)備選型上立足創(chuàng)新，技術(shù)上先進(jìn)適用可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的優(yōu)勢，評標(biāo)分?jǐn)?shù)遙遙領(lǐng)先，以絕對優(yōu)勢而中標(biāo)，承擔(dān)并完成了該項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)。
水廠鐵礦東部排巖系統(tǒng)和礦石系統(tǒng)為技術(shù)改造項(xiàng)目，均采用半連續(xù)開采工藝。破碎站均設(shè)在露天坑內(nèi)，并隨著采掘工作面的推進(jìn)，不斷地向露天坑深部延伸搬遷移設(shè)，減少卡車運(yùn)距，進(jìn)一步節(jié)約生產(chǎn)作業(yè)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。特別是在目前油價不斷上漲的情況下，經(jīng)濟(jì)效益將更為顯著。
2.1 系統(tǒng)主要組成及功能
該工程設(shè)計(jì)主要由東部排巖系統(tǒng)和礦石系統(tǒng)2部分組成，分別破碎輸送剝離物（主要是巖石）和礦石。根據(jù)工程的建設(shè)特點(diǎn)，采用分期建設(shè)的原則。前期工程一次建成，后期陸續(xù)投入。
東部排巖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模為年剝離物料2 100萬t．系統(tǒng)處理能力為4 500t/h。東部排巖系統(tǒng)主要由半固定式（可移式）破碎站、帶式輸送機(jī)系統(tǒng)和排土機(jī)組成。與單斗挖堀機(jī)和自卸卡車一起構(gòu)成半連續(xù)開采工藝系統(tǒng)。在露天坑內(nèi)，采剝后的剝離物由自卸卡車運(yùn)至破碎站，經(jīng)破碎站破碎后的剝離物，通過帶式輸送機(jī)系統(tǒng)輸送到露天礦外排士場，由排土機(jī)排到排土場。
礦石系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模為年處理礦石l 400萬t，系統(tǒng)處理能力為3 000t/h。礦石系統(tǒng)主要由半固定式破碎站、帶式輸送機(jī)系統(tǒng)組成。與單斗挖堀機(jī)和自卸卡車一起構(gòu)成半連續(xù)開采工藝系統(tǒng)。在露天坑內(nèi)，采剝后的礦石由自卸卡車運(yùn)至破碎站，經(jīng)破碎站破碎后的礦石．通過帶式輸送機(jī)系統(tǒng)輸送往選礦廠。
2.2主要技術(shù)性能和特點(diǎn)
本次設(shè)計(jì)在半固定式和移動式帶式輸送機(jī)中采用鼠籠電動機(jī)驅(qū)動和液壓自動拉緊裝置，改變了目前國內(nèi)外均采用繞線電動機(jī)驅(qū)動和電動固定絞車?yán)o方式的一貫做法，控制簡單，運(yùn)行可靠，改善輸送帶的運(yùn)行條件．進(jìn)一步降低了投資，實(shí)踐證明使用效果十分理想．在國內(nèi)外尚屬首次。電動固定絞車?yán)o，會使輸送帶始終工作在高張力狀態(tài)，而采用液壓自動拉緊，輸送帶始終工作在低張力狀態(tài)，有時輸送帶還會降低1到2級，同時可降低主要部件的規(guī)格。由此可見．采用液壓自動拉緊無論從技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都是十分優(yōu)越的。
本次設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)采用軟超動裝置CST，以改善和提高其起動性能。軟起動裝置能控制起動時間，使帶式輸送機(jī)有足夠的起動時間并具有合適的起動曲線．設(shè)備價格雖然較高，但具有可以降低輸送帶張力的帶強(qiáng)的優(yōu)勢。驅(qū)動方式的選擇是關(guān)系到整機(jī)性能和經(jīng)濟(jì)上是否合理的重要問題。通過技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的全面分析比較，在合適的技術(shù)條件下．帶式輸送機(jī)采用CST軟起動裝置，同時保證技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的合理性。
同時．采用了自動拉緊裝置的設(shè)計(jì)，既可以降低輸送帶帶強(qiáng)．維持軟起動啟動時選擇輸送帶的帶強(qiáng)不變．又可以保證帶式輸送機(jī)具有良好的起制動特性．有效改善了在制動狀態(tài)下采用CST的帶式輸送機(jī)特性。
在提升高度大、輸送量大的帶式輸送機(jī)上，采用低速逆止器、加制動器輔助制動的方式，防止帶式輸送機(jī)逆轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)理念，大大提高了帶式輸送機(jī)工作的可靠性和安全性。
設(shè)計(jì)采用了注油托輥，減少了設(shè)備檢修維護(hù)工作量，降低生產(chǎn)作業(yè)成本。注油托輥采用了滾錐軸承結(jié)構(gòu)，潤滑效果好、加工精度高，托輥壽命可達(dá)50 000h以上，比非注油托輥使用壽命至少提高20000h。且運(yùn)行阻力也較低。礦石系統(tǒng)的帶式輸送機(jī)已運(yùn)行5年多的時間，實(shí)踐證明使用效果良好。
設(shè)計(jì)時還優(yōu)化了帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)備比初始設(shè)計(jì)的重量減少1399,07t。通過選擇合理的參數(shù)，使其更加接近實(shí)際，與修改設(shè)計(jì)相比，整個系統(tǒng)減少驅(qū)動功率2850kW．技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明，整套系統(tǒng)運(yùn)行后經(jīng)濟(jì)效益顯著。
2.3技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
水廠鐵礦東部排巖系統(tǒng)和礦石系統(tǒng)擴(kuò)建工程的幾種方案固定資產(chǎn)投資概算見表l。
半連續(xù)開采工藝就是充分利用連續(xù)開采工藝連續(xù)輸送物料的優(yōu)越性能．采用帶式輸送機(jī)連續(xù)輸送物料，最大限度地減少自卸卡車運(yùn)距，使自卸卡車始終保持在經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)距內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，同時也可以發(fā)揮自卸卡車機(jī)動性強(qiáng)、開采強(qiáng)度大和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢。它可實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸送物料、自動化程度高、以電代油的生產(chǎn)作業(yè)。
與自卸卡車相比，帶式輸送機(jī)輸送系統(tǒng)效率高，
維護(hù)檢修簡單而工作量小、故障率低、運(yùn)營成本低。水廠鐵礦半連續(xù)開采工藝的生產(chǎn)實(shí)踐，完全可以證明和體現(xiàn)出上述的特點(diǎn)和優(yōu)勢。國內(nèi)外大量應(yīng)用實(shí)例也表明．半連續(xù)開采工藝是當(dāng)今世界露天開采工藝技術(shù)（金屬、水泥和煤炭等）的最主要發(fā)展方向之一，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益都十分顯著。
還有一種半連續(xù)開采工藝．與上述半連續(xù)開采工藝有所不同，可以完全取消卡車運(yùn)輸物料的作業(yè)方式。單斗挖掘機(jī)開采的物料，經(jīng)可與單斗挖掘機(jī)同步行走作業(yè)的移動式破碎站破碎后．通過帶式輸送機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸送處理物料。在國外中小型礦山已有實(shí)踐應(yīng)用，但大型礦山尚缺乏足夠的使用經(jīng)驗(yàn)。它必將是更為優(yōu)越的一種礦山開采工藝技術(shù)，特別是在當(dāng)前油價不斷上漲的情況下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益將更為顯著。
在我國．露天煤礦在廣泛地使用半連續(xù)開采工藝的基礎(chǔ)上，已開始嘗試上述半連續(xù)開采工藝。但是不同的開采工藝都具有不同的特點(diǎn)和適用條件．并不是所有的礦山都適合于采用半連續(xù)開采工藝，應(yīng)針對礦山的實(shí)際開采條件和物料特性，選擇確定合適的開采工藝。
在有條件的情況下．應(yīng)優(yōu)先考慮采用半連續(xù)開采工藝或連續(xù)開采工藝，以提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)加強(qiáng)連續(xù)開采工藝研究和實(shí)踐，特別是對移動式破碎機(jī)關(guān)健設(shè)備研制的推廣和應(yīng)用．在不斷完善和提高用于軟、中硬物料的移動式破碎機(jī)基礎(chǔ)上，研制用于破碎硬巖的移動式破碎機(jī)應(yīng)該成為今后重點(diǎn)研究方向。
另外，根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平，帶式輸送機(jī)的軟啟動方式選擇范圍會更大，如：變頻驅(qū)動、可控調(diào)速液力偶合器等。其中，變頻驅(qū)動除具有良好的啟動性能外，最主要的是具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動裝置的浮動支撐的特點(diǎn)．是適用于半固定式帶式輸送機(jī)和移動式帶式輸送機(jī)最理想的驅(qū)動方式。
3、半連續(xù)開采工藝在水廠鐵礦的運(yùn)用
首鋼水廠鐵礦半連續(xù)開采工藝由3條皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)組成，l條為礦石運(yùn)輸系統(tǒng)：汽車-，半移動破碎站一膠帶運(yùn)輸機(jī)一選礦破碎流程。2條為巖石運(yùn)輸，分別為西部捧膠帶排巖系統(tǒng)和東部膠帶捧巖系統(tǒng)。
1998年5月正式交付生產(chǎn)運(yùn)行的西排系統(tǒng)．由l座60x89型旋回式破碎站．3條固定式膠帶機(jī)、l條移置機(jī)膠帶、1條筑路式膠帶機(jī)和電控系統(tǒng)組成(2003年正式完善，排巖機(jī)替代了臨時使用的筑路機(jī))。西排破碎站設(shè)在采場西部邊緣的117m水平，整個膠帶系統(tǒng)帶寬l600mm．膠帶總長度3 766m，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力1 600萬t。投產(chǎn)后通過積累經(jīng)驗(yàn)、強(qiáng)化管理，實(shí)際生產(chǎn)能力逐年提高，2003年最高達(dá)到2 300萬t，至2007年年底，該系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行9年，累計(jì)完成排巖量1.66億t。
2006年3月份投入生產(chǎn)運(yùn)行的東部排巖系統(tǒng)，由l座蒂森克虜伯公司KB63-75型液壓旋回半移動式破碎站、4條固定式膠帶機(jī)、1條移置機(jī)膠帶機(jī)和采用奧鋼聯(lián)公司生產(chǎn)的排土機(jī)組成。破碎站設(shè)在采場東部的-20m水平，系統(tǒng)帶寬1600mm，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力2 000萬t．運(yùn)行2年多來，已累計(jì)排巖達(dá)4 000萬t。
2003年4月建成的礦石過渡膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，當(dāng)時破碎站翻卸平臺設(shè)在北區(qū)+10m水平．2006年8月礦石膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)建成投產(chǎn)，破碎站翻卸平臺設(shè)在-20m水平，由l座蒂森克虜伯公司KB63-75型液壓旋回半移動式破碎站、2條固定式膠帶機(jī)和電控系統(tǒng)組成．系統(tǒng)帶寬1600mm,設(shè)計(jì)小時生產(chǎn)能力3 000t。2006年8月份，隨著礦石膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的正式啟用，首鋼水廠鐵礦半連續(xù)開采工藝設(shè)計(jì)的3條膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)全面投入運(yùn)行，形成了“一體兩翼”的現(xiàn)代化露天礦山開采格局，采礦工藝承平得到了迸～步提升．礦車出采場直接排往最終卸載點(diǎn)的運(yùn)輸方式成為了歷史。
3.1半連續(xù)開采工藝中新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用
首先是破碎站排料方式采用了膠帶機(jī)排料方式。西排系統(tǒng)采用帶寬3000mm，帶厚50mm的鋼蕊膠帶，東排系統(tǒng)采用帶寬2000mm，帶厚30mm的鋼芯膠帶．礦石運(yùn)輸系統(tǒng)采用帶寬2000mm，帶厚3 500mm的尼龍膠帶，3條膠帶均為可調(diào)速膠帶。破碎后采用膠帶機(jī)排料方式與板式給料機(jī)排料的對比優(yōu)勢是：設(shè)備輕巧，占用空間小，安裝維修方便，投資少且無需進(jìn)口。
其次是西部排巖系統(tǒng)和礦石運(yùn)輸系統(tǒng)的膠帶機(jī)驅(qū)動單元采用模塊化設(shè)計(jì)思想，主要部件統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，從而簡化了設(shè)計(jì)和設(shè)備制造，方便了日后的生產(chǎn)管理和檢修維護(hù)。
第三是PLC光纖中央控制系統(tǒng)。為了提高系統(tǒng)的效率和設(shè)備保護(hù)，對系統(tǒng)控制采用了PLC中央控制管理系統(tǒng)，達(dá)到了三級計(jì)算機(jī)管理和分級控制。在西排建成投產(chǎn)時．這一技術(shù)是首次應(yīng)用于露天礦半連續(xù)大型膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)中。
最后是半移動式破碎站的選用。適應(yīng)于采場空間的動態(tài)變化的趨勢．東排系統(tǒng)和礦石破碎站選用了蒂森克虜伯公司KB63-75型液壓旋回半移動式破碎機(jī)，翻卸平臺目前在-20m水平，隨著開采重心的下移，固定式膠帶機(jī)和破碎站平臺可向下進(jìn)一步延伸。
3.2半連續(xù)開采工藝創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益
汽車一半移動式破碎機(jī)一膠帶運(yùn)輸機(jī)的半連續(xù)開采工藝技術(shù)含量高，既可發(fā)揮汽車運(yùn)輸?shù)臋C(jī)動靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、短途運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)、有利于強(qiáng)化開采的長處．又可以發(fā)揮帶式輸送機(jī)運(yùn)輸能力大、爬坡能力強(qiáng)、運(yùn)營費(fèi)用低的優(yōu)勢，兩者聯(lián)合可以達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益。首鋼水廠鐵礦采用了半連續(xù)開采工藝后，運(yùn)輸成本大幅度降低，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
3.3大幅度減少了礦車周轉(zhuǎn)量
2001年，水廠鐵礦開采重心為37.2m，采場開采重心以每年15m左右的速度下降．綜合運(yùn)距以每年0.25km左右的速度迅速增加。2006年，在開采重心達(dá)到一60m水平的情況下，綜合運(yùn)距為2.506km，比2001年的2.42km儀增長了0.086km。膠帶運(yùn)輸?shù)钠扑榉镀脚_向采場內(nèi)進(jìn)行延伸，綜合運(yùn)距不增加，每年減少礦車周轉(zhuǎn)量1 300萬t．km。通過采用汽車一半移動式破碎機(jī)一膠帶運(yùn)輸機(jī)的半連續(xù)開采工藝，采場開采重心逐年降低后，平均運(yùn)輸距離沒有增加，大幅度減少了礦車周轉(zhuǎn)量。
3.4大幅降低了運(yùn)營費(fèi)用
水廠鐵礦的3條膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)投入運(yùn)行后，西排方向的汽車爬升高度降低了103m．東排方向高度降低200m．礦石運(yùn)輸方向高度降低134m。由于汽車爬升高度降低、平均運(yùn)距縮短，經(jīng)測算礦巖通過膠帶運(yùn)輸與礦車直排運(yùn)輸相比，每噸可降低綜合物耗成本1.04元，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益5 700萬元，在開采深度逐年增加的情況下．首鋼水廠鐵礦礦石生產(chǎn)制造成本由2001年的54.2元，t逐年下降，2007年達(dá)到每噸36.2元。與工程投入運(yùn)行前相比，水廠鐵礦應(yīng)用半連續(xù)開采工藝在降低運(yùn)營費(fèi)用上創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
