1、引言
半連續(xù)開采工藝具有連續(xù)工藝和間斷工藝的綜合優(yōu)點(diǎn)。近些年來，世界各國(guó)的露天采礦都在大力提倡和發(fā)展半連續(xù)開采工藝。即用
帶式輸送機(jī)運(yùn)輸取代汽車運(yùn)輸。但帶式輸送機(jī)要求物料流均勻，且物料中不能有超限大塊。單斗挖掘機(jī)采掘的物料不能直接進(jìn)入帶式輸送機(jī)系統(tǒng)，原因是單斗挖掘機(jī)的斗容大，在裝卸過程中易出現(xiàn)大塊物料和涌料以及較大沖擊載荷等。因此，若要將單斗挖掘機(jī)采掘的物料通過帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，則必須在單斗挖掘機(jī)和帶式輸送機(jī)之間配置破碎緩沖轉(zhuǎn)載裝置，以便均勻物料流，破碎大塊物料，降低沖擊載荷。然而，傳統(tǒng)的
破碎機(jī)對(duì)物料破碎的共同點(diǎn)是通過對(duì)物料的擠壓或撞擊達(dá)到破碎的目的，而表土物料具有很大的黏結(jié)性，當(dāng)其進(jìn)入傳統(tǒng)破碎機(jī)的破碎腔后，極易造成黏結(jié)和堵塞，導(dǎo)致設(shè)備無法工作。所以，傳統(tǒng)的半連續(xù)開采工藝（即單斗挖掘機(jī)一破碎機(jī)一帶輸送機(jī)工藝）不能采運(yùn)表土物料。
2、表土剝離半連續(xù)開采工藝研究
1986年小龍?zhí)兜V務(wù)局布沼壩露天煤礦進(jìn)行了表土半連續(xù)開采工藝試驗(yàn)，采用的轉(zhuǎn)載方式為漏斗倉(cāng)式轉(zhuǎn)載裝置，上部設(shè)有格篩。當(dāng)初考慮漏斗倉(cāng)的作用是均勻物料流，格篩的作用是去除大塊物料。事實(shí)土，此轉(zhuǎn)載裝置比較適合轉(zhuǎn)載表面光滑的顆粒狀物料，如小顆粒的砂石物料，破碎后的塊煤等。而當(dāng)轉(zhuǎn)載牯土物料時(shí)，則極易造成堵塞，使物料無法下泄排出。原因是物料在下卸過程中由于料倉(cāng)容器截面越來越小，造成物料與物料之間、物料與倉(cāng)壁之間產(chǎn)生擁擠和黏結(jié)，最終導(dǎo)致堵死，使轉(zhuǎn)載裝置無法使用。而且一旦物料中有大塊卡在格篩上時(shí)，又會(huì)造成格篩堵料，使后續(xù)物料無法進(jìn)入料倉(cāng)，排除也很困難。試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了這一點(diǎn)。
根據(jù)多年的工作積累和研究，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)提出了表土剝離采用半連續(xù)工藝的關(guān)鍵設(shè)備一輪式軟巖破碎機(jī)(己獲得專利，專利號(hào)ZL 96232291.l)，并研制了一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)。至今設(shè)備在元寶山露天煤礦正常使用，達(dá)到了當(dāng)初的設(shè)計(jì)目的，取得了滿意的效果。實(shí)驗(yàn)證明，輪式軟巖破碎機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單斗挖掘機(jī)采裝的表土剝離物中的大塊進(jìn)行破碎、物料流均勻、克服沖擊載荷等，而又不會(huì)對(duì)設(shè)備造成棚堵、黏結(jié)和堵塞。
破碎機(jī)由4大部分組成：①受料槽：由板式給料機(jī)和受料檔板組成；②破碎裝置：由切削輪和唇體組成；③排料：由排料溜槽（可加排料懸臂）組成；④支承機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)。
作業(yè)過程：受料槽接受由單斗挖掘機(jī)或汽車裝載的表土物料。在受料檔板的上方裝攤料刮板，對(duì)物料起攤平作用。在板式給料機(jī)的后部安裝有切削輪和切削唇體。切削唇既是切削床，又可清理板式給料機(jī)上的物料。切削下來的物料從齒架與齒架間的空間淌出。在切削輪的下方安裝有排料溜槽，溜槽將溜出的物料匯集到帶式輸送機(jī)上。切削輪除具有對(duì)大粘土塊進(jìn)行切削破碎的功能外，還具有控制物料下卸的功能，從而可以進(jìn)一步均勻物料流。
“輪式軟巖破碎機(jī)”對(duì)物料的破碎具有“切”和“扒”的雙重功能，作業(yè)機(jī)理類似于輪斗挖掘機(jī)斗輪預(yù)切刃對(duì)物料的破碎。該設(shè)備不涉及高精尖技術(shù)問題，比較容易制造和維護(hù)。其中的板式給料機(jī)、切削輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)等都是常規(guī)部件。輪體、齒架、檔料板、唇體等露天煤礦可現(xiàn)場(chǎng)就地加工制作。
實(shí)現(xiàn)單斗挖掘機(jī)采裝的表土物料進(jìn)入帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵是對(duì)大粘土塊的破碎和對(duì)物科流的均勻，“輪式軟巖破碎機(jī)”完全可以達(dá)到上述目的，不存在堵塞和黏結(jié)問題。適合輪斗挖掘機(jī)采裝的物料，本破碎機(jī)完全能適應(yīng)。
3、應(yīng)用分析
“輪式軟巖破碎機(jī)”的工作配置可采用移動(dòng)和固定2種方式。
采用移動(dòng)式時(shí)，破碎機(jī)的支承機(jī)構(gòu)可以采用滑撬式，移動(dòng)時(shí)由電鏟或推土機(jī)拖動(dòng)，也可以配備履帶自行移動(dòng)。
采用固定式時(shí)，破碎機(jī)可以固定在端幫帶式輸送機(jī)的某一合適位置，工作面采用汽車運(yùn)輸，破碎機(jī)的受料口接受由汽車卸載的物料。破碎機(jī)具體結(jié)構(gòu)尺寸和能力的大小與所配合的裝載設(shè)備相適應(yīng)。
以WK-4電鏟與“輪式軟巖破碎機(jī)”相配合為例。設(shè)物料在勺斗中的松散系數(shù)為1.3，電鏟每裝載一勺斗的循環(huán)時(shí)間為32 8，平均滿斗系數(shù)為0.9，每天3班，每班工作7h，工作時(shí)間利用系數(shù)0.85，系統(tǒng)每年工作300 d，則一臺(tái)4m3電鏟和“輪式軟巖破碎機(jī)”組成的作業(yè)系統(tǒng)的年生產(chǎn)能力為：日工作17.85 h．年工作5 355 h，小時(shí)生產(chǎn)能力(實(shí)方)311.54 m3，年生產(chǎn)能力166.8萬(wàn)m3。
在本作業(yè)系統(tǒng)中，單斗鏟與破碎機(jī)之間可以是不固定配合關(guān)系，即原配合的單斗鏟若發(fā)生故障或需長(zhǎng)時(shí)間檢修時(shí)，可由其它單斗鏟頂替作業(yè)。
探討如何充分發(fā)揮、利用好現(xiàn)有的帶式輸送機(jī)、排土機(jī)系統(tǒng)，降低露天煤礦的生產(chǎn)費(fèi)用，對(duì)小龍?zhí)兜V務(wù)局具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。若本破碎機(jī)能在布招壩露天煤礦使用，按每套系統(tǒng)每年承擔(dān)100萬(wàn)m3剝離量計(jì)算，則年經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)千萬(wàn)元以上。此效益是在充分發(fā)揮現(xiàn)有帶式輸送機(jī)、排土機(jī)基礎(chǔ)上獲得的，基本不需增加額外投資和生產(chǎn)費(fèi)用。
4、結(jié)語(yǔ)
在露天采礦設(shè)備中，從單斗挖掘機(jī)到鏈斗挖掘機(jī)，再到輪斗挖掘機(jī)，都是從采礦實(shí)踐中逐步認(rèn)識(shí)產(chǎn)生的。“輪式軟巖破碎機(jī)”的確立，是在對(duì)傳統(tǒng)破碎機(jī)和輪斗挖掘機(jī)進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上提出的，它既有傳統(tǒng)破碎機(jī)的某些功能，又有輪斗挖掘機(jī)的某些特性，所以其可行性可以得到保證。
“輪式軟巖破碎機(jī)”易于制造和維護(hù)，因而也易于國(guó)產(chǎn)化，適用性強(qiáng)，作業(yè)性能可靠。
由“輪式軟巖破碎機(jī)”與單斗挖掘機(jī)組成的采礦作業(yè)系統(tǒng)，既可以替代或替補(bǔ)輪斗挖掘機(jī)作業(yè)，又可以達(dá)到用帶式輸送機(jī)取代汽車運(yùn)輸?shù)哪康�。由此組成的采礦工藝系統(tǒng)，可以兼顧連續(xù)工藝及間斷工藝的優(yōu)點(diǎn)。
