石灰石矿露天采剥机开采技术分析

石灰石矿露天采剥机开采技术分析

甘杰

华润水泥（封开）有限公司526541

摘要：为满足社会生产生活需求，矿石开采行业发展需求，同时也将要面临更大的挑战。基于此需要在传统生产模式基础上进行更新，积极应用各项新型技术和设备，争取进一步提高开采效率，提高生产经济效益。对石灰石矿露天开采作业进行分析，应用采剥机进行开采，为充分发挥其所具有的优势，需要确定工艺要点，然后采取有效措施进行控制优化，保证技术实施规范性，本文对此进行了简单分析。

关键词：石灰石矿；露天开采；采剥机

为满足水泥厂生产需求，石灰石开采效率必须要得到进一步的提高。我国石灰岩矿资源十分丰富，其中可作为水泥原料的石灰岩资源大概为总资源量的1/4~1/3，每年用于水泥生产的石灰石总量可以达到11亿t以上，因此需要在原有基础上对开采技术进行更新，并搭配新型设备，争取有效促进露天石灰石岩矿开采行业的发展。

一、石灰石矿露天开采特点分析

石灰石矿山多选择而应用露天台阶爆破方式开采，随着水泥厂生产对石灰石需求量的不断增加，传统的采矿模式已经逐渐不适于现状，必须要从现状出发，灵活选择和应用新型技术与设备，促使采矿生产向智能化与大型化化发展，实现开采作业的连续性，通过自动化操作以及资源数字化应用，在提高作业效率的同时，确保开采工作安全性。其中，采矿机作为石灰石露天开采作业实施的前提，要保证其具有较高的切割力，要求可以切割单轴抗压强度5~100MPa矿岩，还应集合穿孔、爆破、破碎以及采掘等工艺为一体，结构紧凑性强，可以满足大部分矿山开采需求，并且工艺操作难度低，具有较高的实用性[1]。另外，基于露天矿开采环境特点，为排除外界因素的干扰，还要求所选采矿机应具有较高的灵活性与适应性，只需要一人操作便可完成开采作业，获得较高的回采率，提高开采作业准确性与可靠性。

二、露天采剥机技术性能与特点

1.灵活性强

采剥机结构紧凑，自身就具有较强的动力，完全可以满足石灰石露天开采作业要求，并且具有较高的经济效益。其应用了坡度自动控制系统，可以满足横坡在8°以内，以及纵坡小于15°的缓倾斜矿体开采作业。同时，利用微机自动故障监测系统，还能够提前预估发现可能会遇到的问题，便于维修人员及时采取措施处理，将故障扼杀在萌芽中，以免产生重大事故，具有很强的安全性[2]。

2.可靠性高

采剥机设置有红外传感器，可以对夹矸与矿层分界面进行有效监测，并科学选采薄矿层与夹矸的复合矿层，选采厚度可以达到0.1m，降低了矸石混入率，提高原矿开采效率，减少了采矿费用以及矸石运输费[3]。

3.经济性

采剥机可以选择内燃机或电力驱动方式，动力配备上选择性更强，受到的限制也更小，具有更高的适应性。并且，设备卸料半径比较大，可以满足汽车、移动漏斗车以及胶带运输机等配套设施的搭配使用，降低了操作与管理难度。另外，运用采剥机进行石灰石露天开采后，采掘面地表平整度高，可以满足汽车与履带式行走设备维持最佳牵引速度运行，以免造成运输设备轮胎与履带的磨损。

三、石灰石露天采剥机开采作业要点

1.划分采区

对石灰石露天矿应用采剥机连续性开采作业，井田范围比较大，需要提前进行采区的合理划分，并根据实际情况选择开采程序。一般采区的划分需要按照基本标准来确定：总运输量与外排量最少，以及工作线路长度最佳；初期剥采比及基建工程量要小；可以进行连续开采作业，并且要求各采区连接便利。

2.推进方式

常见推进方式包括平行推进和扇形推进两种，其中扇形推进可使端帮避免设置胶带，最大程度上来缩短胶带长度；平行推进需要设置胶带，并且胶带移设工程量为扇形推进的一半。实际施工中需要根据现场矿山情况，选择合适的推进方式，一般确定矿体形状为主要影响因素，例如长条形或矩形矿山可选择平行推进方式，而扇形则适合选择扇形推进方式。

3.合理选型

机械作用将会对岩石单元产生复杂的破坏，并且岩石强度、裂隙系统的形成均会影响机械破岩效率。连续开采作业中，尽量不选择应用中部滚筒式露天采剥机，为实现带式输送机或转载机的正常作业，应对不同硬度和赋存状态的石灰石矿进行综合分析，选择型号相符的采剥机作业。石灰石矿为中硬岩矿，抗压强度在50~140MPa左右，构造比较简单，矿体规模比较大，如果单轴抗压强度小于80MPa并且矿层厚度较大时，可以选择应用前端滚筒式露天采剥机直接开采[4]。而如果强度小于80MPa且矿层厚度比较小时，则应U型安泽前端斗轮式采剥机开采。另外，为提高开采作业经济效益，提高采剥机切削效率，可以选择两种类型采剥机搭配作业。而对于部分构造复杂的石灰实况，厚度与质量稳定性差，且存在较多的不连续夹层，再加上前端滚筒与前端斗轮式采剥机性能一般，不推进选用连续工艺开采。

4.工艺能力匹配

4.1带式输送机

（1）工作面带式输送机

工作面带式输送机必须要满足露天采剥机开采作业需求，可应用两种方式计算：

Qd=Qt×rs（t/h）

Qd=Qs×r×Kd（t/h）

其中，Qd表示工作面带式输送机能力，单位t/h；Qt表示露天采剥机理论能力，单位m³/h；rs表示物料在胶带上松方容重，单位t/m³；Qs表示露天采剥机实际能力，单位m³/h；r表示物料实方容重，单位t/m³；Kd表示生产能力波动系数，取值1.3~1.5。

（2）干线集载胶带机

干线集载胶带机可按照公式计算：

Qdk=QdnK1（t/h）

其中，Qdk表示干线集载胶带机能力，单位t/h；n表示向同一干线胶带上汇集工作面胶带数；K1表示不同时段各工作面尖峰负荷系数，取值0.84~0.9。

4.2推土机

推土机工作面胶带要与干线集载胶带进行串接，确定推土机能力为：

Qdk=QdnK1（t/h）

即推土机能力与干线集载胶带能力相同，n值反映了采矿机与推土机能力之间匹配比例系数，需要遵循以下原则：推土机允许有较大线性规格与能力，如果选用大型采矿机，应控制比例为1：1；上部表土层作为复田物料时，不将其与下部台阶综合考虑，可看做独立系统；合理控制推土机总台数，综合设备检修、排土台阶胶带机移设等因素，提高系统综合性能。

结束语：

应用采剥机进行石灰石露天开采作业，为充分设备所具有的优势，需要基于现场环境确定开采方式，然后做好设备型号选择以及工艺控制，消除外部因素的干扰，在提高工作效率的提供时，保证工艺安全性。

参考文献：

[1]陈振超.露天采矿机在红土型铝土矿的开采工艺研究[J].有色冶金设计与研究，2013，（06）：4-6+10.

[2]徐振，胡乃联，张延凯，杨桦.基于Surpac露天矿采剥进度计划系统开发[J].现代矿业，2011，（07）：1-3.

[3]池秀文，袁光明.石灰石矿露天采矿机开采初探[J].矿山机械，2011，（06）：23-27.

[4]袁光明.石灰石矿露天采剥机开采技术研究[D].武汉理工大学，2011.