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      礦山機(jī)械新聞動(dòng)態(tài)

       

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      全移動(dòng)自移式破碎機(jī)在大型露天礦的應(yīng)用

      發(fā)布時(shí)間:2014-04-02 09:06    來源:未知

      1、前言
          作為2006年研發(fā)項(xiàng)目的重要內(nèi)容,蒂森克虜伯公司的工程技術(shù)人員提出并開發(fā)了一種新的露天采礦概念用于改善大型露天礦的生產(chǎn)運(yùn)行,這就是全移動(dòng)自移式破碎機(jī)。這種設(shè)備的創(chuàng)新之處在于其獨(dú)特的功能性和機(jī)動(dòng)性,使之能夠在采掘工作面隨著電鏟自由行進(jìn),并將破碎后的物料通過膠帶系統(tǒng)輸送,從而徹底擺脫卡車的使用。
          采用連續(xù)開采工藝不僅可以帶來諸如提高產(chǎn)能,降低成本等經(jīng)濟(jì)效益(這一點(diǎn)與采用卡車的間斷開采工藝相比尤其明顯),而且由于它減少了C02排放量,因而更加環(huán)保。在這一新的采礦系統(tǒng)研發(fā)過程中,通過與蒂森克虜伯鋼鐵集團(tuán)之間的跨部門合作,開發(fā)人員對(duì)許多新型的高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行了仔細(xì)研究和分析,并且針對(duì)礦物的磨蝕特性應(yīng)用了特殊材質(zhì)的耐磨襯板。
      2、背景
          能否采用連續(xù)開采工藝主要取決于物料的種類和特性。比如:對(duì)于松軟輕質(zhì)的表土,采用輪斗挖掘工藝配合膠帶輸送系統(tǒng),可以極大地發(fā)揮連續(xù)采礦工藝的優(yōu)勢(shì)。而對(duì)于硬巖,如各種礦物和硬煤,則需要先將其原礦破碎至膠帶可傳輸?shù)牧6龋员闶购罄m(xù)的連續(xù)工藝得以應(yīng)用。
          破碎站可以是固定式(安裝在混凝土基礎(chǔ)上)或者是采用鋼結(jié)構(gòu)浮筒的半移動(dòng)式。隨著采掘作業(yè)的逐步推進(jìn),半移動(dòng)破碎站可以通過多輪拖車或履帶運(yùn)輸車進(jìn)行移設(shè)。這種生產(chǎn)工藝的典型形式是:原礦由單斗挖掘機(jī)裝載重型卡車,后者再將物料運(yùn)至破碎站進(jìn)行破碎作業(yè)。當(dāng)采掘工作面推進(jìn)后,再移設(shè)破碎站以減少卡車運(yùn)距。
          蒂森克虜伯研發(fā)這種新型的自移式破碎機(jī),其目的是通過電鏟直接將物料給破碎機(jī)從而徹底擺脫卡車的使用。這就要求破碎站能夠靈活移動(dòng)以便隨著電鏟自由行進(jìn)。在設(shè)計(jì)上還必須使之適應(yīng)電鏟鏟斗及斗臂的移動(dòng),并且能夠匹配電鏟的生產(chǎn)能力。
          為此蒂森克虜伯開發(fā)了履帶式全移動(dòng)破碎機(jī),他不僅實(shí)現(xiàn)了物料的連續(xù)輸送,而且為大型露天礦提供了一種目前最好的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。
      3、跨部門合作,應(yīng)用新型材料
          為了提高和改善露天礦自移式破碎系統(tǒng),設(shè)計(jì)人員在研發(fā)初期就開始了調(diào)研,并且與蒂森克虜伯鋼鐵部門合作,對(duì)其所生產(chǎn)的金屬材料進(jìn)行了仔細(xì)的研究和分析。通常,為了減輕鋼結(jié)構(gòu)的重量一般是應(yīng)用高強(qiáng)度材料。研究表明采用細(xì)晶粒的特殊合金結(jié)構(gòu)鋼能夠改善重型零部件的性能,并獲得更大的好處。
          蒂森克虜伯鋼鐵部門的專有技術(shù)在蒂森克虜伯海洋工程系統(tǒng)應(yīng)用中所得到的積極反饋,促成了其做為鋼結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用,它提高了諸如履帶裝置這樣的重型零部件的疲勞強(qiáng)度。
          礦物的磨蝕性對(duì)耐磨材料提出了更高的要求。對(duì)于與連續(xù)輸送的物料直接接觸并且起承載作用的區(qū)域采用耐磨襯板肯定是有益的。對(duì)于自移式破碎機(jī),這些典型的高磨損區(qū)域是料斗、溜槽和給料機(jī)的襯板。目前在中國(guó)使用的自移式破碎機(jī),應(yīng)用了蒂森克虜伯鋼鐵部門制造的特殊耐磨材料,它所提供的耐磨保護(hù)使用戶深深的折服。當(dāng)物料是硬巖時(shí),XAR~400的工作壽命比常規(guī)耐磨材料高2—3倍。
      4、用戶得到的收益
          (1)系統(tǒng)效率高。間斷性的物料運(yùn)輸,導(dǎo)致露天礦傳統(tǒng)的電鏟/卡車運(yùn)行模式存在著效率損失。這是由于在實(shí)際作業(yè)時(shí)電鏟必須損失工作時(shí)間用來等待滿載的卡車的駛離和空車駛?cè)攵ㄎ。根?jù)卡車數(shù)量的不同,電鏟損失的工作時(shí)間可能是由每輛卡車損失幾分鐘甚至更多時(shí)間累計(jì)而成的。與之形成對(duì)比的是:自移式破碎機(jī)總是位于電鏟旁邊,這意味著電鏟采掘及裝載作業(yè)不會(huì)中斷。理論上自移式破碎機(jī)與電鏟一樣靈活,雙方沿著工作面推進(jìn)時(shí)沒有相互等待。
          物料被破碎至膠帶可運(yùn)輸?shù)牧6群,再通過后續(xù)的可移設(shè)和固定式膠帶輸送系統(tǒng)傳輸?shù)较掠卧O(shè)備。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的靈活性,一臺(tái)移動(dòng)式轉(zhuǎn)載機(jī)可以根據(jù)需要被整合到系統(tǒng)中。
          如采用自移式破碎機(jī)取代卡車運(yùn)輸,多數(shù)情況下仍然可以使用原有的電鏟或液壓鏟。這是因?yàn)槠扑闄C(jī)的料斗和卡車的自卸斗有著相似的高度和幾何形狀,電鏟對(duì)于二者的裝載作業(yè)是類似的。
          (2)運(yùn)行成本低。采用卡車運(yùn)輸作業(yè)的礦山需要配備大量司機(jī)和維修人員。而半連續(xù)工藝所需人員較少,又不影響生產(chǎn),這是因?yàn)樵摴に嚸堪嘀恍?—4人即可以完成破碎機(jī)/皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行和控制。在節(jié)省了人員工資以及其他與工資有關(guān)費(fèi)用的同時(shí),涉及安全運(yùn)行的費(fèi)用也減少了。半連續(xù)工藝帶來的另一個(gè)好處是:徹底解決了大型重載卡車輪胎稀缺性的問題。由于大型礦山常常使用不同廠家的卡車,因此其重復(fù)的備件庫存占用了相當(dāng)大的費(fèi)用,而半連續(xù)工藝的破碎機(jī),膠帶機(jī)系統(tǒng),其備件可根據(jù)用戶實(shí)際需要進(jìn)行儲(chǔ)備。
          (3)利于環(huán)保。含有膠帶輸送機(jī)的自移式破碎機(jī)只消耗電能,從而使這種采礦工藝和由柴油驅(qū)動(dòng)的卡車所組成的間斷工藝相比,產(chǎn)生的C02更少。其原因是:減少卡車的使用數(shù)量不僅直接降低了尾氣中C02排放,而且減少了大量重型輪胎的消耗。在完成相同數(shù)量的物料傳輸條件下,膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)所消耗的橡膠比卡車輪胎所消耗的橡膠可減少95%。
          (4)使用半連續(xù)系統(tǒng)。在許多情況下,采用創(chuàng)新的自移式破碎機(jī)取代卡車運(yùn)輸可以促使用戶考慮并使用其他的新技術(shù),從而使他們的生產(chǎn)系統(tǒng)效率更高。在這一方面蒂森克虜伯采礦和物料搬運(yùn)部門有著更加廣泛的產(chǎn)品,包括長(zhǎng)距離膠帶輸送系統(tǒng)、料場(chǎng)堆取設(shè)備、礦物加工設(shè)備、鐵路裝車及卸車系統(tǒng)以及港口設(shè)備。
          (5)使用年限長(zhǎng),甚至可達(dá)幾十年。露天礦半連續(xù)采礦工藝系統(tǒng)具有一個(gè)顯著特點(diǎn):使用壽命長(zhǎng)。在體現(xiàn)這一特點(diǎn)的大量實(shí)例中,包括80年代末投入運(yùn)行的美國(guó)磨仁茨( Morenci)露天銅礦的坑內(nèi)破碎系統(tǒng)以及德國(guó)RWE萊茵褐煤露天礦使用的露天采礦設(shè)備和系統(tǒng)。
          (6)長(zhǎng)期的售后服務(wù)。使用壽命長(zhǎng)不僅能夠使設(shè)備供貨廠家在市場(chǎng)上樹立起良好的形象,而且通過后續(xù)的項(xiàng)目以及售后服務(wù)可以建立起用戶長(zhǎng)期的信任。
          (7)節(jié)約了用戶成本。
          ①有效的利用投資。半連續(xù)工藝系統(tǒng)具有上述的高效率,因此它使用戶的投資更加富有成效。也因?yàn)槿绱,它能更大地發(fā)揮電鏟或液壓鏟以及下游設(shè)備的產(chǎn)能。
          ②降低了運(yùn)行成本。連續(xù)工藝系統(tǒng)所需人員少,節(jié)約了勞動(dòng)力成本和安全費(fèi)用,從而降低了運(yùn)行成本。總的說來,由于設(shè)備磨耗降低,備件標(biāo)準(zhǔn)化,去除了卡車以及相關(guān)的柴油和輪胎的消耗,使每噸礦物的采掘成本降到了最低。
          自移式破碎機(jī)小時(shí)處理能力很高。同樣的產(chǎn)能如果換成卡車運(yùn)輸,則需要數(shù)量眾多的重型卡車。每輛卡車的有效載荷在140t到350t之間,輪胎平均每年更換一次。根據(jù)卡車載重的不同,每套6個(gè)輪胎的費(fèi)用在90000歐元和300000歐元之間,而且輪胎的交貨期長(zhǎng)達(dá)2年。
      5、蒂森克虜伯自移式破碎機(jī)的創(chuàng)新和應(yīng)用
          蒂森克虜伯自移式破碎機(jī)的創(chuàng)新之處在于:
          擁有下部支撐結(jié)構(gòu)和可回轉(zhuǎn)的卸料膠帶機(jī)的自移式破碎機(jī).其最主要的特點(diǎn)是極高的移動(dòng)性。整個(gè)設(shè)備只采用2條履帶支撐,無需任何輔助支腿,是“貨真價(jià)實(shí)”的全移動(dòng)自移式破碎機(jī)。
          2007年秋季,第一臺(tái)自移式破碎機(jī)在中國(guó)伊敏河露天煤礦投入使用,它以3 500 Uh的處理能力破碎原煤。圖4顯示的是:在遠(yuǎn)處連續(xù)膠帶系統(tǒng)的映襯下,這臺(tái)設(shè)備正在從組裝場(chǎng)自行移動(dòng)到采掘工作面。
          這臺(tái)自移式破碎機(jī)完成調(diào)試后,很快就在中國(guó)內(nèi)蒙古極端嚴(yán)酷的冬季(-48℃)有著驚人的表現(xiàn):滿足了生產(chǎn)能力要求、所有系統(tǒng)部件運(yùn)行良好。由于采用加熱板,消除了料斗處的物料凍牯,保證了連續(xù)的料流。
          由蒂森克虜伯采礦和物料搬運(yùn)技術(shù)在加拿大的子公司提供的另一臺(tái)自移式破碎機(jī)也將很快投入運(yùn)行,這也是加拿大北部油砂礦區(qū)的第一臺(tái)自移式破碎機(jī)。
          最近,蒂森克虜伯公司在中國(guó)又得到一個(gè)新的訂單,將為中電投白音華二號(hào)露天煤礦提供4套自移式破碎系統(tǒng)。其中的3套用于剝離系統(tǒng),每套系統(tǒng)小時(shí)額定處理能力6000 t。圖6為白音華二號(hào)露天煤礦的現(xiàn)狀,它正在為將來的自移式破碎機(jī)連續(xù)工藝做準(zhǔn)備。
      6、自移式破碎機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)的需求
          世界范圍內(nèi)連續(xù)采礦工藝有著潛在的市場(chǎng)需求,尤其是在煤炭和油砂開采領(lǐng)域。目前來自于中國(guó)和印度的經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)加劇了亞太地區(qū)對(duì)煤炭的需求。
          不管物料是否需要松動(dòng)爆破,只要是使用電鏟在工作面直接采裝作業(yè)的露天礦,自移式破碎的概念都是可以應(yīng)用的。
          對(duì)于礦物賦存特點(diǎn)不同的各種大型露天礦山,自移式破碎機(jī)的應(yīng)用前景也正在仔細(xì)論證。與工作平盤比較寬的煤礦和油砂礦不同,鐵礦的賦存主要是垂直分布,因此自移式破碎系統(tǒng)在鐵礦的應(yīng)用比較復(fù)雜。但是無論如何,自移式破碎系統(tǒng)都能夠極大地節(jié)約投資,降低運(yùn)行成本,并且有可能最終實(shí)現(xiàn)這種工藝。
      7、減少C02排放,利于環(huán)保
          隨著自移式破碎機(jī)概念的提出,它與傳統(tǒng)的電鏟卡車作業(yè)模式相比,其潛在的C02減排問題也被仔細(xì)地研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):自移式破碎機(jī)系統(tǒng)能夠每年減少C02排放100000t。其主要原因是物料運(yùn)距短。由于膠帶上的物料輕和膠帶滾動(dòng)摩擦阻力小,使膠帶磨損低,而且整個(gè)系統(tǒng)只消耗電能。
          舉例來說:在中國(guó),一套自移式破碎系統(tǒng)配合膠帶輸送機(jī)可取代26臺(tái)重載卡車.這些卡車小時(shí)油耗共約190L。如果使用這些卡車來完成自移式破碎系統(tǒng)的年產(chǎn)量,共計(jì)年消耗2 200萬L柴油。因此可以看出,自移式破碎機(jī)的連續(xù)工藝對(duì)于C02減排有著突出的表現(xiàn)。
          另一個(gè)利于環(huán)保的方面是減少了橡膠的消耗。在上述的例子中,輸送膠帶的使用壽命是8年,如果與相同年限內(nèi)26臺(tái)卡車的輪胎消耗相比,自移式破碎系統(tǒng)相當(dāng)于節(jié)約了400t的輪胎橡膠。
      8、結(jié)語
          新開發(fā)的履帶自移式破碎機(jī)已在全球大型露天礦成功的應(yīng)用。它的創(chuàng)新之處在于工作時(shí)的機(jī)動(dòng)性和靈活性,這一特點(diǎn)再配合膠帶連續(xù)輸送系統(tǒng),從而徹底擺脫了卡車的使用。
          目前,第一臺(tái)自移式破碎機(jī)已在中國(guó)成功運(yùn)行將近1年,并且從一開始就達(dá)到了額定產(chǎn)能。第二臺(tái)自移式破碎機(jī)不久也將在加拿大油砂礦投入使用。自移式破碎系統(tǒng)不僅極大地降低了運(yùn)行成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益,而且為減少C02排放,建設(shè)綠色家園做出了貢獻(xiàn)。


      相關(guān)破碎機(jī)產(chǎn)品:
      1、顎式破碎機(jī)
      2、圓錐破碎機(jī)
      3、雷蒙磨粉機(jī)

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