第4章 露天矿运输.pdf

2009-11-41 第第3 3章 露天矿运输章 露天矿运输 Chapter 3 Surface Transportation 露天矿露天矿内部内部运输运输系统系统的任务的任务 矿石→选矿厂，破碎站，储矿场 岩土→排土场 人员 矿石→选矿厂，破碎站，储矿场 岩土→排土场 人员/设备设备/材料→作业地点材料→作业地点 露天矿采用的运输方式露天矿采用的运输方式 自卸自卸汽车运输汽车运输国内外广泛应用国内外广泛应用 铁路运输铁路运输国内占较大比重国内占较大比重,用于凹矿浅部用于凹矿浅部/地面 胶带运输 斜坡道提升机运输 重力运输 地面 胶带运输 斜坡道提升机运输 重力运输 联合运输联合运输－汽车－汽车/铁路，汽车铁路，汽车/胶带，汽车胶带，汽车/溜井溜井槽槽 2009-11-42 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 本章内容本章内容 1. 汽车运输；汽车运输；2. 铁路运输；铁路运输； 3. 胶带运输；胶带运输；4. 联合运输联合运输 2009-11-43 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 露天矿运输从管辖范围上分为露天矿运输从管辖范围上分为 露天矿内部运输系统露天矿内部运输系统 矿岩→受料地点，辅助物料→露天采场矿岩→受料地点，辅助物料→露天采场 － －矿山管辖的运输线路－ －矿山管辖的运输线路 露天矿外部运输系统露天矿外部运输系统 选矿厂选矿厂/储矿仓→用户储矿仓→用户 －－国家行政部门管辖的运输线路－－国家行政部门管辖的运输线路 露天矿运输的特点露天矿运输的特点见见P61 露天矿运输的基本要求露天矿运输的基本要求 1 运距最短；运距最短； 2 运输线路尽量固定，移动设备重量最小；运输线路尽量固定，移动设备重量最小； 3 采用简单的运输方式和较少的运输设备类型；采用简单的运输方式和较少的运输设备类型； 4 运输设备容积运输设备容积/强度要与采装卸设备、矿岩适应强度要与采装卸设备、矿岩适应; 5 所选用的运输方式工作可靠、连续性好；所选用的运输方式工作可靠、连续性好； 6 运输方式应保证工作安全且采矿成本最低运输方式应保证工作安全且采矿成本最低 2009-11-44 第一节汽车运输第一节汽车运输 汽车运输汽车运输即可单一运输，又可组成联合运输露天方式即可单一运输，又可组成联合运输露天方式 汽车运输的优点汽车运输的优点 1 机动灵活，调运方便，特别适于复杂地形条件机动灵活，调运方便，特别适于复杂地形条件 2 爬坡能力强，缩短运距，基建速度快爬坡能力强，缩短运距，基建速度快/工程量小工程量小 3 运输组织简单运输组织简单,可简化开采工艺可简化开采工艺,提高采掘效率提高采掘效率 4 便于采用近距离分散排土场便于采用近距离分散排土场/高段排土场， 减少排土用地或提高排土效率 高段排土场， 减少排土用地或提高排土效率 5 道路修筑和养护简单道路修筑和养护简单 汽车运输的缺点汽车运输的缺点 1 吨公路运费高，汽车维修和养护工作量大吨公路运费高，汽车维修和养护工作量大 2 受气候影响较大，雨雾冰雪天气行车困难受气候影响较大，雨雾冰雪天气行车困难 3 对于深凹露天矿，易造成坑内空气污染对于深凹露天矿，易造成坑内空气污染 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-45 1. 矿用汽车类型矿用汽车类型 汽车类型 载重汽车牵引功率大，爬坡能力强，机动灵活 自卸式汽车，电动轮汽车 汽车载重 运距 汽车类型 载重汽车牵引功率大，爬坡能力强，机动灵活 自卸式汽车，电动轮汽车 汽车载重 运距11.5km，，合理合理 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 容积比容积比 汽车车厢容积 电铲铲斗容积 汽车车厢容积 电铲铲斗容积 46 1 2009-11-46 1. 矿用汽车类型矿用汽车类型 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-47 2. 矿山公路分类及技术等级矿山公路分类及技术等级 矿山运输公路的特点矿山运输公路的特点 ① 断面形状复杂； ② 线路坡度大； ③ 曲线半径小； ④ 运量和行使车辆载重量大； ⑤ 相对服务年限短 ① 断面形状复杂； ② 线路坡度大； ③ 曲线半径小； ④ 运量和行使车辆载重量大； ⑤ 相对服务年限短 对矿山公路的基本要求对矿山公路的基本要求 结构简单；具有相当的坚固性和耐磨性结构简单；具有相当的坚固性和耐磨性 矿山公路分类矿山公路分类 按用途分为按用途分为 运营型运营型辅助公路辅助公路 生产型生产型开采过程中用作矿岩运输的公路开采过程中用作矿岩运输的公路 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-48 2. 矿山公路分类及技术等级矿山公路分类及技术等级 按公路性质按公路性质/所在位置分为所在位置分为 运输干线运输干线出入沟→卸矿点，排土场的公路出入沟→卸矿点，排土场的公路 运输支线运输支线各开采水平－运输干线连接公路， 各排土水平－运输干线连接公路 各开采水平－运输干线连接公路， 各排土水平－运输干线连接公路 辅助公路辅助公路通往分散布置的辅助性设施的路 按服务年限分为 通往分散布置的辅助性设施的路 按服务年限分为 固定公路固定公路出入沟→地表永久性公路，出入沟→地表永久性公路，3a 半固定公路半固定公路通往工作面通往工作面/排土场作业线的公路排土场作业线的公路 13a 临时临时/移动公路移动公路采掘工作面采掘工作面/排土线的公路，排土线的公路， 56km的露天矿 及矿山专用线路 的露天矿 及矿山专用线路 趋势趋势① 粘重① 粘重150t电机车和电机车和100200t自翻矿车 常用大载重准轨自翻矿车型号 自翻矿车 常用大载重准轨自翻矿车型号 KF-60、、KF-65、、KF-70、、KF-100 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-442 2. 应用及其发展趋势应用及其发展趋势 趋势① 粘重趋势① 粘重150t电机车和电机车和100200t自翻矿车 ② 自翻矿车 ②10000V交流电机车和交流电机车和3000V/1500A直流电机车直流电机车 ③ 电动轮自翻车牵引机组 ④ 内燃机车用燃气轮机代替柴油机 ⑤ 线路工程全盘机械化 ⑥ 实现机车遥控和运输系统自动化 ③ 电动轮自翻车牵引机组 ④ 内燃机车用燃气轮机代替柴油机 ⑤ 线路工程全盘机械化 ⑥ 实现机车遥控和运输系统自动化 3. 牵引方式－电机车牵引方式－电机车内燃机车内燃机车 电机车电机车直流工矿架线电机车，采用直流架线式电机车直流工矿架线电机车，采用直流架线式电机车 ZG80-1500、、ZG100-1500、、ZG150-1500 交流工矿架线电机车交流工矿架线电机车600010000V 内燃机车内燃机车三种传动方式三种传动方式机械，液压，电力机械，液压，电力 常用电力传动内燃机车常用电力传动内燃机车柴油电力机车柴油电力机车 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-443 4. 线路技术等级线路技术等级 线路分类 标准轨 线路分类 标准轨1435mm，大型露天矿 窄轨小型露天矿 ，大型露天矿 窄轨小型露天矿 600mm，，750mm，，762mm，，900mm 三类矿用铁路三类矿用铁路 固定线路，半固定线路，移动线路固定线路，半固定线路，移动线路 技术等级技术等级依据单线重车方向年运量划分等级依据单线重车方向年运量划分等级/标准 固定线路分为三级 标准 固定线路分为三级 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-444 4. 铁路运输线路铺设铁路运输线路铺设 道床的横断面道床宽度，道床厚度，道床边坡道床的横断面道床宽度，道床厚度，道床边坡 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 路基岩石 碎石 卵石 砾石 粗砂 中砂路基岩石 碎石 卵石 砾石 粗砂 中砂 线路等级线路等级普通土路基普通土路基m 钢筋混凝土轨枕钢筋混凝土轨枕m木枕木枕m ⅠⅠ ⅡⅡ ⅢⅢ ⅣⅣ 0.35 0.30 0.25 0.20 0.25 0.20 0.20 0.20 0.25 0.20 0.15 0.15 道床厚度道床厚度 2009-11-445 4. 铁路运输线路铺设铁路运输线路铺设 线路纵坡线路纵坡 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 00 0 1000 L h i 限制坡度限制坡度 在一定牵引重量条件下列车以最低速度运行所能爬 过的最大坡度，纵断面设计要采用较长的坡段 准轨 在一定牵引重量条件下列车以最低速度运行所能爬 过的最大坡度，纵断面设计要采用较长的坡段 准轨Lmin140～～200m，窄轨，窄轨LminLmax列车 列车 线路纵断面连接线路纵断面连接 变坡点要设置竖曲线变坡点要设置竖曲线 竖曲线半径竖曲线半径 固定线路大于固定线路大于2000m 半固定和移动线路大于半固定和移动线路大于1000m 2009-11-446 4. 铁路运输线路铺设铁路运输线路铺设 线路定线线路定线 在地形平面图上标出线路中心线位置在地形平面图上标出线路中心线位置 线路合理空间位置确定的原则线路合理空间位置确定的原则 ☺满足开采工艺要求满足开采工艺要求 ☺同总平面布置协调一致同总平面布置协调一致 ☺平纵断面设计符合规范与规程规定平纵断面设计符合规范与规程规定 ☺矿岩运距短，车站分布合理矿岩运距短，车站分布合理 ☺土石方工程量少，综合经济效益高土石方工程量少，综合经济效益高 定线方法和步骤－见定线方法和步骤－见P84 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-447 4. 铁路运输线路铺设铁路运输线路铺设 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-448 4. 铁路运输线路铺设铁路运输线路铺设 山坡采场及地面干线的定线山坡采场及地面干线的定线 自由导线地段没有高程障碍，要绕避平面障碍自由导线地段没有高程障碍，要绕避平面障碍 紧坡导线地段紧坡导线地段明显的高程障碍，需延长线路 定线方法－绘制导向线 明显的高程障碍，需延长线路 定线方法－绘制导向线 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-449 5. 列车运输能力列车运输能力 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 85. 0, 1440 k T knq A Z A Q N L a/d330300,25. 11 . 1,mK m AK Q B nB 列车运输能力计算列车运输能力计算 同时工作的列车数同时工作的列车数 2009-11-450 第三节 胶带运输第三节 胶带运输 1. 胶带运输特点胶带运输特点－连续式运输方式－连续式运输方式 优点优点1 运输能力大带宽运输能力大带宽1.82.0m≈准轨≈准轨 2 爬坡能力强爬坡能力强i18o20o35o40o， 易于实现自动控制，提高劳动生产力 ， 易于实现自动控制，提高劳动生产力 3 运距短比汽车缩短运距短比汽车缩短70，火车，火车82 4 运输成本低，经济效益好运输成本低，经济效益好5060汽车汽车 缺点缺点1 投资较大投资较大 2 对运输物料的特性对运输物料的特性硬度 磨蚀性 粘结性硬度 磨蚀性 粘结性 和块度要求严格和块度要求严格 3 受到气候影响较大受到气候影响较大 2. 应用及其发展趋势应用及其发展趋势 应用应用单一运输，形成连续运输工艺－疏松岩石 联合运输，形成半连续运输工艺－坚硬岩石 单一运输，形成连续运输工艺－疏松岩石 联合运输，形成半连续运输工艺－坚硬岩石 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-451 2. 应用及其发展趋势应用及其发展趋势－类型，规格，性能－类型，规格，性能 趋势趋势① 带宽① 带宽2m，带速，带速3m/s，则，则1h运量运量10000t ② 带宽② 带宽3.2m，带速，带速5.2m/s，则，则1h运量运量30000t ③ 夹心钢绳胶带抗拉强度达③ 夹心钢绳胶带抗拉强度达1000MPa以上 采用多驱动装置，单机长度达 以上 采用多驱动装置，单机长度达15km ④ 大型运输机可弯曲，运输大块硬岩 高倾角 ④ 大型运输机可弯曲，运输大块硬岩 高倾角i18o20o35o40o 3. 胶带运输机的主要类型胶带运输机的主要类型 矿用胶带从结构上分为 ① 普通胶带运输机 胶带，托辊，支架，驱动装置，拉紧装置 矿用胶带从结构上分为 ① 普通胶带运输机 胶带，托辊，支架，驱动装置，拉紧装置 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-452 3. 胶带运输机的主要类型胶带运输机的主要类型 矿用胶带从结构上分为矿用胶带从结构上分为 ① 普通胶带运输机 胶带，托辊，支架，驱动装置，拉紧装置 ① 普通胶带运输机 胶带，托辊，支架，驱动装置，拉紧装置 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-453 3. 胶带运输机的主要类型胶带运输机的主要类型 矿用胶带从结构上分为矿用胶带从结构上分为 ② 钢绳牵引式运输机 牵引钢丝绳 ② 钢绳牵引式运输机 牵引钢丝绳2根根 承载胶带 托辊与支架，驱动拉近装载卸载装置 ③ 移置式带式运输机 承载胶带 托辊与支架，驱动拉近装载卸载装置 ③ 移置式带式运输机 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 摩擦力→拖动胶带运行摩擦力→拖动胶带运行 ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ 2009-11-454 3. 胶带运输机的主要类型胶带运输机的主要类型 矿用胶带从结构上分为矿用胶带从结构上分为 ② 钢绳牵引式运输机 牵引钢丝绳 ② 钢绳牵引式运输机 牵引钢丝绳2根根 承载胶带 托辊与支架，驱动拉近装载卸载装置 ③ 移置式带式运输机 承载胶带 托辊与支架，驱动拉近装载卸载装置 ③ 移置式带式运输机 矿用胶带机从功能上分为矿用胶带机从功能上分为 ① 移动式工作面→废石场 ② 半固定式转载与集载 ③ 固定式提升，运输，选矿厂，废石场 ① 移动式工作面→废石场 ② 半固定式转载与集载 ③ 固定式提升，运输，选矿厂，废石场 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 摩擦力→拖动胶带运行摩擦力→拖动胶带运行 ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ 2009-11-455 4. 胶带运输机参数和类型选择胶带运输机参数和类型选择 矿用胶带运输机参数 ① 胶带宽度 矿用胶带运输机参数 ① 胶带宽度6003200mm， 取决于生产能力，带速，矿岩块度 固定式运输机带宽 ， 取决于生产能力，带速，矿岩块度 固定式运输机带宽 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 200 d aB 2009-11-456 4. 胶带运输机参数和类型选择胶带运输机参数和类型选择 矿用胶带运输机参数 ② 带速 矿用胶带运输机参数 ② 带速0.77.2m/s， 应考虑物料特性，带宽，转载点设备条件 固定式运输机带宽 ， 应考虑物料特性，带宽，转载点设备条件 固定式运输机带宽 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-457 4. 胶带运输机参数和类型选择胶带运输机参数和类型选择 矿用胶带运输机参数 ③ 倾角允许的提升与下放角度，取决于岩性 矿用胶带运输机参数 ③ 倾角允许的提升与下放角度，取决于岩性 提升角提升角 移动式运输机移动式运输机imax20o30o 运送破碎矿岩运送破碎矿岩imax16o18o 圆形物料圆形物料砾石砾石imax13o15o 下放角下放角 最大倾角比允许提升角小最大倾角比允许提升角小2o3o ④ 运距和运量取决于胶带类型 运量小 ④ 运距和运量取决于胶带类型 运量小运距运距＜＜200300m普通胶带普通胶带 运量运量＜＜1500m3/h运距运距＜＜1.5km固定式固定式钢绳牵引胶带钢绳牵引胶带 运量大运量大运距长运距长物料坚硬物料坚硬夹钢绳芯胶带夹钢绳芯胶带 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-458 4. 胶带运输机参数和类型选择胶带运输机参数和类型选择 矿用胶带运输机选择矿用胶带运输机选择 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 5. 胶带运输机主要技术参数计算胶带运输机主要技术参数计算 胶带宽度 牵引钢丝绳单位长度重量 牵引力及电机功率－直 胶带宽度 牵引钢丝绳单位长度重量 牵引力及电机功率－直/曲线段运行阻力 －见教材 曲线段运行阻力 －见教材P9397 2009-11-459 6. 胶带运输生产能力胶带运输生产能力 取决因素带宽，物料断面积形状，带速， 物料运送难度，装载均匀程度 取决因素带宽，物料断面积形状，带速， 物料运送难度，装载均匀程度 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 h/m,3600 3 1rJ η ηυ υKSQ h/m,05. 09 . 03600 3600 3 1r 2 d 1r 2 ηυ ηυ ηυ ηυ KB Kb − − 2009-11-460 第四节 联合运输第四节 联合运输 1. 联合运输的特点和使用条件联合运输的特点和使用条件 联合运输联合运输采掘工作面→卸载点采掘工作面→卸载点/排土场－内部运输系统 是指由两种及两种以上的运输方式分别完成不 同区段的运输， 此外还包括不能独立完成运输任务的运输方 式，如溜井运输、斜坡道提升运输 排土场－内部运输系统 是指由两种及两种以上的运输方式分别完成不 同区段的运输， 此外还包括不能独立完成运输任务的运输方 式，如溜井运输、斜坡道提升运输 分为三个阶段分为三个阶段 工作面运输，克服高程的运输，地面运输工作面运输，克服高程的运输，地面运输 优点优点根据矿体赋存状态、地形条件等， 采用联合运输，可充分发挥各运输方式优势， 获取更大经济效益 根据矿体赋存状态、地形条件等， 采用联合运输，可充分发挥各运输方式优势， 获取更大经济效益 缺点缺点增加运输环节，运输工艺复杂化增加运输环节，运输工艺复杂化 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-461 2. 平硐溜井运输平硐溜井运输 应用应用山坡露天矿，作用溜放矿石山坡露天矿，作用溜放矿石 运输工艺运输工艺 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 采场内 矿石 采场内 矿石 汽 车汽 车 其他方式其他方式 卸矿平台卸矿平台 溜 槽溜 槽 溜 井溜 井 漏 斗漏 斗 汽 车汽 车 胶 带胶 带 矿车列车矿车列车 矿 仓 选 场 矿 仓 选 场 平 硐平 硐 2009-11-462 3. 设有溜槽的平硐溜井结构图设有溜槽的平硐溜井结构图 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-463 3. 设有溜槽的平硐溜井结构图设有溜槽的平硐溜井结构图 溜井结构要素 ① 溜井倾角 垂直溜井优先选用 斜溜井避开软弱岩层 溜井结构要素 ① 溜井倾角 垂直溜井优先选用 斜溜井避开软弱岩层 ≮≮60o70o 溜槽倾角溜槽倾角42o55o ② 溜井深度 取决于矿岩性质，使用 ② 溜井深度 取决于矿岩性质，使用施工方法 通过式溜井 施工方法 通过式溜井≯≯300m 储矿式溜井储矿式溜井≤≤600m 溜槽落差溜槽落差≯≯200m 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-464 3. 设有溜槽的平硐溜井结构图设有溜槽的平硐溜井结构图 溜井结构要素 ③ 溜井断面形状及尺寸 溜槽梯形，上宽下窄 溜井结构要素 ③ 溜井断面形状及尺寸 溜槽梯形，上宽下窄 Bd,min3Rmax≮≮2m 起始点槽深起始点槽深≮≮2.5m3m 槽深增加槽深增加1m/延长延长1230m arctanf2o3o45o，，45o60o，，60o80o 垂直溜井断面圆形 斜溜井断面拱形，矩形 溜井直径 垂直溜井断面圆形 斜溜井断面拱形，矩形 溜井直径≮≮46Rd,max 储矿仓断面圆形储矿仓断面圆形/圆角矩形圆角矩形 ≮≮8Rd,max， 溜口设闸门 ， 溜口设闸门 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-465 3. 设有溜槽的平硐溜井结构图设有溜槽的平硐溜井结构图 露天矿溜槽露天矿溜槽 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-466 4. 转载平台设置－自学，见转载平台设置－自学，见P100 5. 平硐溜井系统的生产能力平硐溜井系统的生产能力 取决于三个方面取决于三个方面 1 溜槽溜槽/井上口卸矿能力－依据工作面运输方式定井上口卸矿能力－依据工作面运输方式定 2 溜口连续放矿能力溜口连续放矿能力 3 平硐运输通过能力－与地面运输方式有关 平硐溜井运输能力很大，南芬铁矿达 平硐运输通过能力－与地面运输方式有关 平硐溜井运输能力很大，南芬铁矿达400600万万t 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 班班/ t, 3600 1qN K t T P min/ t, z 60 K S R υ υγ γ 班班/ t, 3600 321 3 nq tttn TK Q 2009-11-467 6. 斜坡提升机运输斜坡提升机运输 －自学－自学 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第3章 露天矿运输章 露天矿运输 2009-11-468 谢谢大家谢谢大家 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界